Tunable wrinkling of thin nematic liquid crystal elastomer sheets
薄弹性板的不稳定性，如褶皱，从基本观点来看，也因为它们在工程应用中的潜力而引起广泛的兴趣。向列型液晶弹性体提供了一种新的形式，通过直接耦合微观自由度，从定向有序的棒状分子，和宏观应变之间的控制这些不稳定性。利用标准的降维方法，建立了弹性体薄板的板理论。然后，我们应用这一理论的皱纹的形成，由于压缩的弹性或流体基板上的一张薄的液晶弹性体的研究。我们发现缩放的褶皱波长的材料参数和所施加的压缩。褶皱的波长被发现是非单调的压缩应变，由于存在的双折射。最后，由于软模式，皱纹出现的临界应力可能比各向同性弹性体高得多，并且非常重要地取决于弹性体的制备方式。
2019-06-24 cond-mat.soft
Polydomain structure and its origins in isotropic-genesis nematic elastomers
我们解决了物理的液晶弹性体随机交联在各向同性状态。为了做到这一点，我们构建了一个唯象的有效副本哈密顿量的两个序参数字段：一个硫化，其他的对齐。使用高斯变分方法，我们分析了热和淬火波动的本地的？阶，并发现，即使在低温下，宏观各向同性的多畴状态是稳定的网络异质性。对于足够强的无序和足够低的温度，我们的理论预测了不寻常的，短程振荡结构（即，反对齐）的本地命令。本方法自然地考虑了弹性体网络的顺应性、热波动性和异质性特征，也可以应用于其他类型的随机交联固体。
2011-01-06 cond-mat.soft
Patterning nonisometric origami in nematic elastomer sheets
向列型弹性体响应于包括光和热在内的各种刺激而显著改变其形状。在本文中，我们提供了一个系统的框架设计的复杂的三维形状，通过驱动的异质图案的弹性体片。这些片材由\textit{nonisometric origami}构建块组成，当适当地连接在一起时，这些构建块可以致动成各种各样的三维刻面形状。我们从理论上和实验上证明：1）非等距折纸构建块以预测的方式致动，2）多个构建块的集成导致复杂的多稳定，但可预测的形状，3）我们可以通过实验来偏置致动，以获得多稳定形状中所需的复杂形状。然后，我们表明，这种实验实现的功能，使一个丰富的可能的设计景观驱动使用弹性体。我们强调这一景观通过理论的例子，利用这些积木的大阵列，以实现所需的三维折纸形状。结合起来，这些结果相当于一个工程设计原则，我们希望这将提供一个模板的应用弹性体的新兴技术。
2018-03-07 cond-mat.soft
Microstructure-enabled control of wrinkling in nematic elastomer sheets
向列型弹性体是橡胶状固体，其具有结合到其聚合物链中的液晶。这些材料显示出许多不寻常的机械性能，其中之一是形成精细尺度微观结构的能力。在这项工作中，我们探讨的反应，拉紧和明显的应力板制成的弹性体。这样的片材具有两个潜在的不稳定性-形成精细尺度的材料微观结构和形成精细尺度的皱纹。我们开发了一个理论框架来研究这些表，占两个不稳定性，我们实现这个框架的数值。具体而言，我们表明，这些不稳定性发生不同的中尺度拉伸，并观察到微观结构比皱纹的物理相关参数。因此，我们放松（即，隐含但严格地说明）微观结构，同时我们正则化（即，明确地计算细节）皱纹。使用分析和数值研究，我们表明，弹性体片材可以抑制通过修改预期的应力状态，通过形成微观结构的变形。
2017-03-16 cond-mat.soft
Likely striping in stochastic nematic elastomers
对于单畴弹性体，我们构建了广义的弹性-弹性本构模型相结合的纯弹性和新古典型应变-能量密度。受随机弹性最近发展的启发，我们将这些模型扩展到随机弹性的形式，其中模型参数由空间独立的概率密度函数在连续水平定义。为了研究这些系统的行为，并证明概率参数的影响，我们专注于经典问题的剪切条纹在拉伸弹性体的解决方案是明确的。我们发现，不像在新古典的情况下，非均匀变形发生在一个普遍的间隔，是独立的弹性模量，弹性模量模型，临界区间取决于材料参数。对于随机扩展，这个区间的边界是概率性的，并且齐次和非齐次状态在两者都有给定概率发生的意义上竞争。我们将此间隔内的不均匀模式称为“可能的条纹”。
2020-03-16 cond-mat.soft
Uniaxial and biaxial soft deformations of nematic elastomers
我们给出了向列型弹性体的软弹性形变模式的几何解释，并给出了单轴向列型和双轴向列型有序的明确例子。我们展示了在这种非经典弹性体旋转的重要性，以及如何旋转的参考和目标状态下的不变性给出软弹性（Golubovic和Lubensky定理）。旋转的作用使得极分解定理对于将一般变形分解为体旋转和对称应变至关重要。张量的平方根的作用进行了讨论，在这种情况下，找到明确的形式软变形（奥姆斯特德的方法）。
2002-02-18 cond-mat.soft
Phases and Transitions in Phantom Nematic Elastomer Membranes
最近发现的散装弹性体的不寻常的性能的动机，我们研究了液晶聚合幻影膜的相图，集中在平面内的有序。我们预测，这样的膜一般应表现出五个阶段，区分其构象和面内取向的性质，即各向同性皱，向列型皱，各向同性平面，向列型平面和向列型小管相。在向列小管相，膜沿{ \em自发}有序方向伸展，而在另一个方向则皱缩。相关联的自发对称性打破保证向列型小管的特征在于构象取向软（Goldstone）模式和伴随的面内剪切模量的消失。我们发现，长程取向秩序的向列型小管保持即使在存在谐波热波动。然而，它是可能的，小管的弹性性质是由这些波动，可以使用非线性弹性理论的小管阶段，我们在本文的最后推导出的研究。
2004-11-25 cond-mat.soft
Fluctuating Nematic Elastomer Membranes: a New Universality Class
本文研究了平面内对称性自发破缺的弹性体膜的平面相。这种状态的特点是简单剪切和软横声子的弹性模量为零。在简谐水平下，面内取向（面内取向）序对热涨落是稳定的，热涨落导致短程面内平移（声子）关联。为了处理热涨落和相关的弹性非线性，我们介绍了两个推广的二维膜在三维空间中的任意D-维膜嵌入在d-维空间，并分析其异常弹性在D=4的扩展。我们发现了一个新的稳定的不动点，控制长尺度性能的弹性体膜。它的特征在于奇异的平面内弹性模量，其作为相关的反比长度尺度的幂律eta_lambda=4-D而消失（例如，波矢量）和有限的弯曲刚度。我们的预测在4维附近是渐近精确的。
2003-02-01 cond-mat.soft
Commentary on "Mechanical properties of mono-domain side chain nematic elastomers" by P. Martinoty et al., Eur. Phys. J. E 14, 311 (2004)
我们讨论了Martinoty等人关于弹性体的流变学实验。根据这些材料的长波低频动力学的理论模型。我们回顾这些理论，并讨论如何可以修改它们，以提供一个唯象描述的非流体动力学频率制度的实验中探测。此外，我们回顾了软弹性和半软弹性的概念，并评论它们对实验的影响。
2004-09-21 cond-mat.soft
Programming complex shapes in thin nematic elastomer and glass sheets
向列弹性体和玻璃是在外部刺激下显示自发变形的固体。在合成具有受控不均匀性的片材方面的最新进展使得它们能够以前所未有的能量密度驱动成非平凡形状。因此，这些已经成为软致动器的有力候选者。为了进一步发挥这种潜力，我们引入了关键的度量约束，它控制着这些片材中的形状变化驱动。然后，我们突出丰富的形状服从这一约束，通过两个广泛的类的例子，我们的术语非等距折纸和解除表面。最后，我们评论推导的度量约束，这产生于能量最小化的相互作用的拉伸，弯曲和异质性在这些表。
2016-07-01 cond-mat.soft
Actuation of cylindrical nematic elastomer balloons
向列型弹性体是可编程的软材料，其在外部刺激（例如温度或光的变化）下显示大的、可逆的和可预测的变形。虽然该领域的大部分工作都集中在平板的驱动上，但3D打印和其他定向合成方法的最新进展激发了对弯曲壳体驱动的研究。快速屈曲一直是人们特别感兴趣的话题。在这项工作中，我们提出了理论计算，激发另一种模式的驱动，结合可编程软材料以及与大变形相关的不稳定性。具体来说，我们分析了一个圆柱形外壳的图案化的弹性体在压力下的变形，表明它可以经历一个巨大的变化，随着温度的变化，体积，并建议其应用程序作为一个泵具有极高的喷射分数。
2020-12-23 cond-mat.soft
Mechanism of pressure sensitive adhesion in nematic elastomers
本研究探究了向列相液晶弹性体中高压敏粘附的机制，发现其源于向列相内局部应力和指向矢取向的缓慢弛豫，导致粘合强度需超过24小时达到最大值。
2023-07-27 cond-mat.soft
Instabilities in liquid crystal elastomers
稳定性是液晶弹性体研究的一个重要和富有成效的途径。在恒温下，当拉伸时，向列相体的均匀状态变得不稳定，并且在非常低的应力下产生交替的剪切条纹。此外，这些材料可以经历经典的机械效应，例如颈缩、空隙成核和空化以及膨胀不稳定性，这些都是从它们的聚合物网络继承的。我们研究了以下两个问题：第一，弹性体中的不稳定性与纯弹性固体中的不稳定性有何不同？第二，如果材料常数波动，这些现象如何改变？为了回答这些问题，我们提出了一个系统的研究中发生的不稳定性的双液晶弹性体，并检查的贡献的双组分和波动的模型参数，遵循概率定律。这种综合分析可能会导致更现实的估计随后的机械损伤的固体材料。
2021-03-02 cond-mat.soft
Photodynamics of stress in clamped nematic elastomers
我们描述了复杂的时间依赖性的建立所施加的力的夹紧光弹性体照明下。非线性（非比尔）吸收导致漂白波的显着的顺式异构体染料浓度深深穿透固体具有高度的特征动力学。我们在一个温度下拟合我们的实验响应以获得材料参数。力-时间数据可以在所有其他温度下匹配，无需拟合-我们的模型提供了这种不寻常的动力学的通用描述。描述是明确的，因为这些是夹紧系统，其中总聚合物运动被抑制作为异常动力学的可能来源。并对今后的实验提出了建议。
2013-03-26 cond-mat.soft
Capturing the helical to spiral transitions in thin ribbons of nematic elastomers
我们提供了一个定量描述的螺旋-到-螺旋过渡薄带的弹性体使用的基础上的Koiter型板与不兼容的参考配置的基本计算。我们的计算证实，这种转变是由拉伸能和弯曲能之间的竞争。
2016-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Characterization of the soft behavior of nematic elastomers over a range of temperature and strain rates
California Institute of Technology（加州理工学院）；Saint-Gobain Research North America（圣戈班北美研究院）
本文通过新实验装置和数据集，研究了向列弹性体在不同温度和应变速率下的软行为，并将其拟合到新的模型中。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Isotropic-Nematic Transition in Liquid-Crystalline Elastomers
在液晶弹性体中，液晶序参量和诱导应变在各向同性-液晶转变过程中平滑变化，没有预期的一阶不连续性。为了研究这种平滑的变化，我们测量的应变作为温度的函数在一个范围内施加的应力，弹性体交联的在双相和各向同性相，并分析结果使用朗道理论的变化。该分析表明，这种平滑的变化是由于弹性体中的淬火无序以及外加应力和内应力的影响而引起的。
2002-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous elasticity in nematic and smectic elastomer tubule
我们研究的异常弹性的小管阶段的弹性体和近晶弹性体膜，这是平坦的一个方向，在另一个皱巴巴的。这些相具有相同的宏观对称性，包括自发破缺的面内各向同性，因此属于相同的普适类。在膜的固有尺寸D的上临界值$D_c =3$以下，热波动相对于沿小管轴的弹性位移使弹性重新归一化，使得用于沿小管轴压缩和用于弯曲小管轴的弹性模量变得依赖于长度尺度。这种反常的弹性与d维的常规smectics属于同一普适类，其中D扮演d的角色。对于物理小管，D=2，这种异常是幂律型的，因此可能比常规smectics中的对数异常更容易通过实验检测。
2008-08-12 cond-mat.soft
Twist-driven helical flattening in nematic elastomer cylinders
Syracuse University（雪城大学）
本文构建向列弹性体的有效二维模型，研究带贯穿厚度扭转的圆柱，发现其对长波螺旋扁平化模式不稳定并确定临界参数，揭示指向矢与几何的耦合作用。
2026-07-30 cond-mat.soft
Thermal diffusion and bending kinetics in nematic elastomer cantilever
垂直排列的单畴液晶弹性体在加热时收缩。如果在悬臂梁的整个宽度上施加温度梯度，则不均匀的应变分布会导致弯曲运动。我们模拟热致弯曲的动力学在一个长的薄带的限制和预测的曲率的时间变化同意定量与实验数据的样品的临界指数和向列型各向同性转变温度的范围内。我们还推导出一个值的弹性体的热扩散系数。
2007-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase transition in liquid crystal elastomer - a Monte Carlo study employing non-Boltzmann sampling
本文采用非BoltzmannMonteCarlo方法研究了液晶弹性体的各向同性向列相转变。我们考虑一个晶格模型的液体弹性体和Selinger-Jeon-Ratna哈密顿占液晶单元之间的均匀/非均匀的相互作用，相互作用的局部向列相与全局应变，并与非均匀的外部场和应力。我们发现，当当地董事强烈耦合到全球应变的过渡是强烈的一阶，过渡软化时，耦合变得较弱。随着耦合强度的降低，相变温度降低.此外，我们发现，特别是在强耦合和低温下，该阶与整体应变呈非线性关系。
2006-11-08 cond-mat.soft
Dynamic Theory of Polydomain Liquid-Crystal Elastomers
当液晶弹性体在没有任何排列的情况下制备时，随着材料冷却到结晶相，无序的多畴结构出现。这些多畴结构归因于交联聚合物网络中的淬火无序。作为另一种解释，我们开发了一个理论的各向同性的液晶弹性体中的相变的动力学，并表明，动态可以诱导一个多畴结构的特征长度尺度，通过一个机制类似于Cahn-Hilliard方程相分离。
2015-02-26 cond-mat.soft
Bending-induced director reorientation in a nematic liquid crystal elastomer bonded to a hyperelastic substrate
本文在非线性弹性理论的框架下，研究了表面涂敷有液晶液晶弹性体的超弹性基底的二维纯弯曲问题。对于给定的本构模型，建立了由变形动量平衡、取向动量平衡和力学约束组成的控制系统，并导出了相应的精确解。发现存在两种不同的弯曲解。为了确定哪一个是优选的，我们比较了两种解决方案的总势能，并发现对于某些材料参数，两种能量曲线可能在弯曲角$α_c$的临界值处具有交点。具体地，指向矢$\bm n$在$α_c$处突然将$\dfracπ{2}$从一个解旋转到另一个解，这指示指向矢重定向（或跳跃）。此外，不同的材料和几何参数的弯曲变形和过渡角$α_c$的影响可以揭示使用所获得的弯曲解。同时，该精确解可为验证液晶弹性体近似平板模型的准确性提供基准问题。
2020-03-16 cond-mat.soft
Spontaneous thermal expansion of nematic elastomers
我们研究了单域（单晶）嵌段弹性体材料，所有侧链硅氧烷聚合物具有相同的介晶基团和交联密度，但交联类型不同。增加主链交联聚合物的长双官能链段的比例，起到网络交联的作用，导致从各向同性相冷却时单轴平衡热膨胀的急剧变化。在较高的主链浓度下，它们的行为主导弹性体性质。在低浓度的主链材料，我们检测到两个不同的转变，在不同的温度下，一个归因于主链，其他的侧链组件。橡胶的有效单轴各向异性r（T）与有效单轴序参量Q（T）成正比，由两个分量的平均值给出，因此反映了热膨胀的两个转变性质。将实验数据与理想弹性体的理论模型进行了比较，并讨论了其在高振幅热致动器中的应用。
2001-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Critical fluctuations and random-anisotropy glass transition in nematic elastomers
我们进行了详细的氘核磁共振研究的局部有序的多域弹性体。该系统与无规各向异性自旋玻璃具有密切的相似性。我们发现，尽管四极对称的三维需要一阶跃迁，在淬火的"玻璃“的序参量出现通过连续的相变。此外，通过对核磁共振谱线形状的分析，我们推断出局域指向矢涨落在跃迁点附近以临界方式增长。这可能是淬火杂质改变不连续跃迁顺序的Aizenman-Wehr定理的实验证据。
2008-01-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Modeling elastic instabilities in nematic elastomers
液晶弹性体是与液晶介晶共价键合的交联聚合物网络。在取向相，由于机械应变和取向有序之间的强耦合，这些材料显示与取向域的形成和演化相关的应变诱导的不稳定性。使用三维有限元弹性动力学模拟，我们调查这样的不稳定性，在单畴膜沿轴垂直的方向拉伸的条纹形成的发病。在我们的模拟中，我们观察到条纹域的形成与交替的方向旋转。该模型使我们能够探索的基本物理动态力学响应的弹性体，也提供了一个潜在的有用的计算工具，工程设备的应用。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
UV-isomerisation in nematic elastomers as a route to photo-mechanical transducer
液晶弹性体的宏观形状强烈地依赖于介晶基团的序参量。如果将可光致异构化基团（例如含有N=N键）引入材料中，则可以操纵该顺序。我们已经探索了这样的含偶氮苯的弹性体在不同温度下的大的光机械响应，使用力和光学双折射测量，并专注于人口动态的基本方面和相关的速度和重复性的响应。"开“和"关”状态的特征时间强烈地依赖于温度，但通常发现非常长。我们能够验证，弹性体的宏观弛豫是由三阶动力学，而不是，例如，由聚合物网络弛豫。
2002-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Surface instability in a nematic elastomer
本文研究向列相弹性体在夹紧冷却条件下的表面失稳，通过数值模拟与实验发现其形成无尖点、无滞后的交叉影线图案，并揭示该失稳由低应力软模和倾斜波矢的 Biot 型无尺度机制主导。
2023-12-01 cond-mat.soft
Anomalous elasticity of nematic elastomers
利用重整化场论的幂方法研究了弹性体的反常弹性。利用对称性和相关性的一般论点，我们引入了一个最小的Landau-Ginzburg-Wilson弹性能量的弹性体。执行一个图解的低温膨胀，我们分析的位移场的波动和低于上临界尺寸3。我们的分析揭示了某些弹性模量的异常，在这个意义上，它们取决于长度尺度。在$d = 3$中，这种依赖性是对数的，在$d=3$以下，它是具有反常标度指数的幂律类型。4个相关的剪切模量之一消失在长的长度尺度，而唯一相关的弯曲模量发散。
2002-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous elasticity of nematic and critically soft elastomers
单轴弹性体的特征在于五个弹性常数。如果它们的弹性模量C_5描述了包含各向异性轴的平面内的剪切应变的能量为零，则它们被称为软的。在空间维度d小于或等于3，软弹性体表现出异常的弹性与一定的长度尺度依赖的弯曲模量发散和剪切模量消失在大的长度尺度。使用d = 3时的重整化场论和ε= 3 - d中的一阶场论，我们计算了两个软系统的临界指数和表征异常弹性的其他性质：（i）弹性体，其中柔软度是由与从各向同性状态到非均质状态的转变相关的自发对称性破缺诱导的Goldstone模式的表现，和（ii）我们称之为临界软弹性体的一种特殊形式，其中C_5 = 0对应于一个临界点，该临界点终止了C_5 > 0的单轴弹性体的稳定状态。
2003-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Actuation of thin nematic elastomer sheets with controlled heterogeneity
向列型弹性体和玻璃在温度变化时会自发变形。这种性质可以在设计不均匀图案化的薄片时利用，所述薄片在加热或冷却时变形成非平凡形状。在本文中，我们开始从变分制定的熵弹性能量的液晶弹性体，我们推导出一个有效的二维度规约束，它连接的变形和非均匀的导演场。我们的主要结果表明，满足度量约束是必要的和充分的变形是一个近似极小的能量。我们包括几个例子表明，类的变形满足度量约束是相当丰富的。
2017-07-23 cond-mat.soft math.AP
UV-Manipulation of Order and Macroscopic Shape in Nematic Elastomers
研究了一系列含有不同比例的光致异构介晶部分的单畴嵌段液晶弹性体，这些介晶部分在紫外线（UV）照射下从棒状转变为扭结状。取决于交联聚合物网络中光敏基团的比例和位置作用，不同类型和幅度的响应被发现。这种光异构化的主要后果是不稳定的双相，其序参量取决于温度在一个近临界的方式。因此，紫外线照射的效果是显着增强附近的临界温度，与相关的减少在弹性体样品的宏观形状的变化表现为一个大的单轴收缩的序参量。对这一现象的理论分析给出了与实验很好的定量一致性。
2001-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Isotropic-Nematic Transition in Liquid-Crystalline Elastomers: Lattice Model with Quenched Disorder
当液晶弹性体通过各向同性-取向转变时，取向序参量和弹性应变变化迅速但平滑，没有预期的一阶不连续性。这种相变的加宽对于液晶弹性体作为致动器或人工肌肉的应用是一个重要的问题。为了理解这种行为，我们开发了一个晶格模型的液晶弹性体，与本地董事耦合到一个全球应变变量。在这个模型中，我们可以考虑随机键无序（代表化学异质性）或随机场无序（代表异质局部应力）。蒙特卡罗模拟表明，这两种类型的障碍导致一阶各向同性的过渡，扩大到一个平滑的交叉，与实验一致。对于随机场无序，到有序状态的平滑过渡可以归因于长程弹性相互作用。
2004-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tricritical behavior of soft nematic elastomers
本文提出了一个晶格统计模型来研究双相液晶弹性体的相图和软响应。使用适当缩放的无限程相互作用，我们得到精确的自洽方程的张量分量的温度，变形和应力张量，和初始的dk阶的dk序参量。这些方程是服从简单的数值计算，这是用来表征低温软政权。我们发现一个特殊的相图，在温度和沿拉伸方向的变形张量的对角分量，与第一和第二阶过渡到软相，和预测的三临界点。如果我们使用不同的初始有序序参量值，这种行为不会发生质的变化。
2013-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Photomechanical coupling in photoactive nematic elastomers
光敏弹性体是软橡胶状固体，在光照下会发生变形。它们是通过将光活性分子如偶氮苯掺入到液晶弹性体中制成的。自2001年首次展示以来，它受到了越来越多的关注，最近有许多关于周期性和屈曲行为的研究。然而，开发的理论模型集中于描述特定的变形模式（例如，梁弯曲和单轴收缩），仅有限地关注机械应力和光诱导变形之间的相互作用。本文探讨了光致弹性体在光照射和机械应力作用下的光机械耦合。我们从一个连续体框架建立在自由能开发的Corbett和华纳（物理学评论Lett。2006年）。机械应力导致平行于单轴拉伸应力的平行排列。在不存在机械应力的情况下，在系统达到平衡的光稳态中，双折射指向矢倾向于垂直于线性偏振光的偏振取向。然而，足够的照明可以通过一阶向列-各向同性相变破坏双有序，该相变伴随着通过变形的快速转变。结合光照和机械应力可以导致交换的稳定性伴随着条纹域。最后，应力强度相图显示了一个临界点，可能是能量转换的兴趣。
2020-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermal fluctuations and anomalous elasticity of homogeneous nematic elastomers
我们提出了一个统一的配方的旋转不变的非线性弹性的各种自发各向异性相，并用它来研究热波动的弹性体和自发各向异性凝胶。我们发现，在热力学极限均质弹性体是普遍不可压缩的，其特征在于由一个普遍的剪切模量比，并表现出异常的弹性控制的非平凡的低温不动点微扰在D=3- 10维。在三维空间中，我们做出的预测是渐进准确的。
2002-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic Soft Elasticity in Monodomain Nematic Elastomers
我们研究了单畴液晶弹性体在剪切作用下的线性动态力学响应。讨论了时间-温度叠加问题，得到了玻璃态与玻璃化转变温度Tni之间的主曲线。然而，由于从“软弹性”向列相区改变为普通各向同性橡胶响应，时间-温度叠加在透明点Tni之前并不起作用。我们专注于主曲线的低频区域，并建立模G' ~ ω ^a的幂律依赖性。这个规律与静态应力松弛的结果非常一致，静态应力松弛曲线在相应的长时间和温度范围内服从类似的幂律G' ~ t^{-a}。
2002-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Actuation of Cell Sheets in 3D
本研究通过类比向列型弹性体，利用二维图案化基底培养成纤维细胞，实现细胞片脱离后的各向异性收缩与三维结构驱动，证明二维图案可编程控制组织三维形状。
2025-10-07 cond-mat.soft
Shape Morphing of Planar Liquid Crystal Elastomers
针对平面液晶弹性体激活后保平面但形变的特性，研究人员利用其变形的隐式线性推导出闭式解析解，可求解任意域的向列指向矢场，还讨论了规范与向错问题，并提出相关应用及设计原则。
2022-08-07 cond-mat.soft
Softening of the Hertz indentation contact in nematic elastomers
针对多畴向列弹性体的非线性力学特性，研究其Hertz压痕问题，通过理论解释实验中载荷-压痕深度指数小于经典3/2的反常现象，提出三区响应结构并揭示其压敏粘附增强新机制。
2023-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Making Faces: Universal Inverse Design of Surfaces with Thin Nematic Elastomer Sheets
可编程变形材料可以采取不同的物理形式，以动态和可控的方式实现多功能性。虽然通过编程的非均匀局部变形将形状从2D变形为3D已经以各种方式得到了证明，但是逆问题-编程一张纸以获得任意所需的3D形状-对于实现特定功能来说要困难得多。在这里，我们解决这个逆问题薄液晶弹性体（LCE）片，其中的形状是预先编程的精确和局部控制的液晶单体的分子取向。我们展示了如何使用近似数值方法生成任意表面几何形状以及局部非本征曲率的蓝图。在忠实可重复和快速可锁定的LCE化学的支持下，我们使用先进的自上而下的微加工技术将我们的设计精确地嵌入LCE片材中。因此，我们成功地生产了平板，在热活化时，采用任意期望的形状，如面。这里介绍的用于创建任意3D形状的一般设计原则将允许探索柔性电子、超材料、航空航天和医疗设备等领域未满足的需求。
2017-11-22 cond-mat.soft
Optomechanical elastomeric engine
向列型弹性体在加热或照射时（在光弹性体的情况下）沿着其指向矢收缩。我们提出了一个概念设计的一个基于燃料电池的发动机，以提取机械功的热量或光。对这种发动机的材料参数和几何形状进行了探讨，结果表明，它的效率可达20%。
2013-10-17 cond-mat.soft
Linear hydrodynamics and viscoelasticity of nematic elastomers
本文发展了取向单畴双相弹性体线性粘弹性响应的连续介质理论。耗散函数的表达式类似于Leslie-Ericksen版本的各向异性粘性，我们提出了各向异性橡胶模量和新的粘性系数之间的关系。引入了一个新的无量纲数，它描述了粘性扭矩和橡胶弹性扭矩的相对大小。在具有独立移动的内部自由度的弹性介质中，具有自身松弛动力学的指向矢，该模型在某些变形几何形状中显示出动态模量的急剧下降。储能模量不完全下降到零的程度被示出为既依赖于频率，又与半软度成比例，半软度是网络的非理想性。我们认为最有趣的几何理论的实施，计算施加简单剪切的动态响应，并预测有效模量和（异常高）的损耗因子。
2001-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Exponential Decay of Correlations in a Model for Strongly Disordered 2D Nematic Elastomers
采用格子蒙特卡罗模拟方法研究了具有猝灭随机无序的二维量子化学系统的平衡有序性。当无序场足够强时，指向矢取向的长程相关性以简单的指数形式衰减，即Exp[-r/x].相关长度{x}本身也随着无序场强度的增加而指数衰减。这一结果代表了一种新的行为，与某些理论预测的高斯和幂律衰变不同。
1998-05-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Spin glass transitions of smectic-$A$ crosslinked elastomers
弹性体是用于工业和商业应用的人造聚合物材料。根据它们的用途，它们以不同的种类和结构修饰来执行。本文研究了弹性体在近晶$A$（Sm $A$）液晶中的随机分布。基于以下的建议，从实验中，即在从Sm $A$的交联剂浓度的增加所造成的相变到α相，这样的系统生存的渗滤过渡在低交联剂浓度，我们提出了一个模型来解释这一现象。我们批准的三维Villain自旋玻璃模型和应用晶格蒙特卡罗（MC）技术的微分形式的对偶晶格，这是一个替代的复制品的技巧，开发的弹性体在3D XY的普遍性。在该结果中，我们已经证实了在小交联浓度（$\sim$ 10重量%）下的渗滤性质的浓度相变。
2011-07-12 cond-mat.soft
Nonlinear Elasticity, Fluctuations and Heterogeneity of Nematic Elastomers
液晶弹性体实现了一种迷人的新形式的软物质，即传统的交联聚合物凝胶（橡胶）和液晶的复合物。这些{ \em固体}液晶汞齐，非常类似于它们的（常规的，流体）液晶对应物，可以自发地部分打破平移和/或取向对称性，伴随着新的软戈德斯通模式。因此，这些材料可以表现出非常规的弹性，其特征在于一些弹性模量的弹性强制消失。因此，对这种固体的恰当描述需要对经典弹性理论作必要的修改。在这项工作中，我们发展了一个{ \em旋转不变}，{ \em非线性}理论的弹性体的理想液晶弹性体的双相。我们表明，它的特点是软模式，对应于长波长的剪切变形的固体网络和旋转的方向场的组合。我们研究了这些软模的热涨落网络的不均匀性的存在下，并表明，它们导致了各种各样的异常弹性性质，如奇异的长度尺度相关的剪切弹性模量，发散的弹性常数的张开变形的指向矢，长尺度不可压缩性，普遍泊松比和非线性应力应变关系的任意小应变。这些长尺度的弹性性质是{ \em通用}的，由一个非平凡的零温度固定点控制，并构成了一个定性的崩溃的经典弹性理论在弹性体。因此，弹性体实现了稳定的“临界相”，其特征在于普遍的幂律相关性，类似于连续相变的临界点，但在整个相上延伸。
2007-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Gamma-convergence results for nematic elastomer bilayers: relaxation and actuation
我们计算了由软双弹性液晶组成的薄双层结构在各种几何制度和功能配置的有效能量。我们的重点是顺序应变相互作用的弹性基础组成的各向同性层附加到一个可调基板。我们计算伽玛极限层厚度消失在两个主要的缩放制度表现出自发应力松弛和形状变形，允许在这两种情况下的平面外位移。这扩展了[*]的平面应变模型，显示了完全耦合的宏观有源基础的渐近出现。随后，我们集中在驱动和计算渐近配置的主动板上的基础上与外加电场相互作用。从分析的角度来看，电场及其相关静电功的存在将总能量转变为非凸和非矫顽泛函。我们表明，平衡的解决方案是最小最大点的系统，最小最大化序列传递到极限，极限系统可以施加机械工作下的电场。[*]：P. Cesana和A. A.莱昂·巴尔德里“弹性体地基的变分模型”。在：应用科学中的数学模型和方法14（2018）
2021-03-11 cond-mat.soft math.AP
The elastic Maier-Saupe-Zwanzig model and some properties of nematic elastomers
我们引入一个简单的平均场晶格模型来描述弹性体的行为。该模型结合了液晶的Maier-Saupe-Zwanzig方法和Warner-Terentjev弹性理论的晶格系统的扩展，并加入了淬火随机场。我们使用统计力学的标准技术来获得全范围参数的解析解。在其他结果中，我们表明存在的应力-应变共存曲线低于冻结温度，类似于一个简单的流体的P-V图，与无序强度发挥温度的作用。低于临界值的障碍，在这个图中的连接线类似于实验的应力-应变平台，并可以被解释为特征的多畴-单畴转变的签名。此外，在单畴的情况下，我们表明，随机场可以软化的一阶之间的过渡，各向同性的阶段，提供的样品中形成的双稳态。
2011-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow stress relaxation in randomly disordered nematic elastomers and gels
随机无序（多畴）液晶弹性体在应力下排列。我们研究了多畴-单畴转变之前、期间和之后的应力松弛动力学。不同材料的结果显示了普遍的超慢对数行为，特别是在过渡区明显。用方程Sigma（t）~ Sigma_{eq} + A/（1+ Alpha Log[t]）很好地近似了数据。我们提出了一个理论模型的基础上的概念，合作的机械阻力的重新定位的每个域，试图遵循软变形路径。精确的模型解决方案可以近似在短期和长期的松弛时间有效的紧凑的解析表达式，从数据中确定的两个模型参数。
1998-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Cobalt-Catalysed Chain Transfer Polymerisation Enables Soft Methacrylate Nematic Elastomers for Switchable Pressure-Sensitive Adhesion
Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Electronic and Imaging Materials Res. Labs, Toray Industries, Inc.（东丽株式会社电子与成像材料研究实验室）
通过钴催化链转移聚合控制网络结构，降低交联密度和玻璃化转变温度，制备出满足Dahlquist准则的软甲基丙烯酸酯向列弹性体，实现可逆压敏粘附。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Large deformation analysis of spontaneous twist and contraction in nematic elastomer fibres with helical director
本文建立活性橡胶纤维大变形精确解与非线性能量模型，分析螺旋指向矢向列弹性体纤维的自发扭转和收缩，并揭示最优制备扭转及端部约束下的盘绕驱动机制。
2021-03-26 cond-mat.soft
Isotropic-Cholesteric Transition of a Weakly Chiral Elastomer Cylinder
当使手性各向同性弹性体进入低温α相时，α自由度趋于有序并形成螺旋。由于线弹性耦合，这也导致聚合物网络的弹性形变，其局部地与线阶共轴。然而，螺旋结构的螺旋秩序是不相容的能量优先的弹性形变。因此，该系统受到阻碍，并且必须在有序化和弹性形变之间实现适当的折衷。对于螺距远小于系统尺寸的强手性弹性体，Pelcotivs和Meyer以及Warner已经研究了这个问题。在这项工作中，我们研究的各向同性的，在弱的手征性限制，间距是可比的或远大于系统的大小。我们比较了两种可能的解决方案：螺旋状态以及双扭状态。我们发现双扭曲态非常有效地使弹性自由能和手征自由能都最小化。另一方面，螺旋状态的螺距强烈地受线弹性耦合的影响。因此，这种状态在最小化手性自由能方面是无效的。
2008-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling the Mechanisms of the Photomechanical Response of a Nematic Liquid Crystal Elastomer
偶氮染料掺杂的液晶弹性体的最新研究显示出强烈的光机械响应。我们报告的模型，预测实验结果表明光热加热是在一个平面约束的几何形状的主导机制。我们将我们的模型与实验进行比较，以确定关键的材料参数，这些参数用于预测作为强度函数的动态响应。我们发现，从光热加热和热扩散的非局部应变的局部应变是负责观察到的长度随时间的变化。这项工作既阐明了基本的机制，并提供输入的光机械光学器件的设计，已被证明具有适当的性能，使智能材料。
2011-08-12 cond-mat.soft physics.optics
Model for Photoresponsive Nematic Elastomers
我们在连续介质理论中研究了光响应性弹性体带的平衡，该连续介质理论建立在Corbett和Warner提出的统计力学模型[Phys.Rev.E78，061701（2008）]上。我们证明了由光照引起的自发形变不是单调依赖于强度$I$。如所预期的，带的偏转首先随着$I$的增加而增加，但是随后减小并且在$I$的临界值$I_\mathrm{e}$处突然完全停止。$I_\mathrm{e}$，其被封闭在磁滞回线内，标志着一阶形状转变。最后，我们发现，有一个临界值的带的长度，仅取决于在材料中的交联度，低于该值，没有偏转可以诱导在带中，无论多么强烈的是光照射在它上面。
2022-08-29 cond-mat.soft math-ph math.MP
