Equatorial deformation of homogeneous spherical fluid vesicles by a rigid ring
本文研究刚性环对均匀球形流体囊泡的赤道变形，基于自发曲率模型分析力与形状转变，发现收缩产生哑铃形及悬链面颈，拉伸呈盘状，并揭示分叉现象。
2025-03-26 cond-mat.soft
On the surface tension of fluctuating quasi-spherical vesicles
我们计算应力张量的准球形囊泡，我们热平均它，以获得实际的，机械的，表面张力$τ$的囊泡。封闭囊泡和突出囊泡均被考虑。我们恢复我们的结果$τ$通过区分自由能相对于适当的投影面积。我们表明，$τ$可能会成为负之前过渡到扁圆形，它可能会达到相当大的负值的情况下，小泡。这意味着球形囊泡的内部压力可能低于外部压力。
2010-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Small equatorial deformation of homogeneous spherical fluid vesicles
Universidad Autónoma de Yucatán（尤卡坦自治大学）；SECIHTI - Facultad de Matemáticas, Universidad Autónoma de Yucatán（SECIHTI-尤卡坦自治大学数学学院）
研究均匀球形流体囊体在赤道处刚性圆环作用下的微小变形及其力学响应。
2026-01-30 cond-mat.soft
Induced stresses in quasi-spherical elastic vesicles: local and global Laplace-Young law
在弹性球膜上，不存在由弯曲能引起的应力，相应的Laplace-Young定律不涉及弹性弯曲刚度。然而，当考虑一个轴对称的扰动，捏球，它会导致非平凡的应力在整个膜。在本文中，我们引入了一个理论框架来研究由球周围的几何扰动引起的应力。我们发现当地的平衡力方程沿法线方向的囊泡，并沿单位副法线，切线的膜;同样，闭环上的全局平衡力方程也进行了检查。我们分析了应力的分布在膜上的萌芽过渡发生。对于封闭的膜，我们得到修改后的杨-拉普拉斯定律，出现作为这种扰动的后果。
2018-08-08 cond-mat.soft
On the statistical mechanics of shape fluctuations of nearly spherical lipid vesicle
生物膜的力学性能在生物体的结构和功能中起着重要的作用。用于确定模型脂质膜（具有相似机械性质的生物膜的简化模型）的弯曲弹性模量的最广泛使用的方法之一是分析近球形脂质囊泡的形状波动。这种分析的理论基础是由米尔纳和赛峰开发的。在目前的研究中，我们分析他们的结果使用的方法的基础上Bogoljubov不等式和近似哈密顿方法。这种方法符合统计力学的原理，没有矛盾。当膜的拉伸弹性K_s趋于零时，我们的考虑验证了Milner和Safran的结果。
2014-09-12 cond-mat.soft
Dynamics of Fluid Vesicles in Flow through Structured Microchannels
研究了微通道中流体囊泡的动力学行为，微通道的宽度沿通道呈周期性变化。三种类型的流动不稳定性的扁长囊泡被发现。对于小的准球形囊泡-相比，平均通道宽度-微扰理论预测的过渡状态与取向振荡的一个固定的扁长形的形状与对称的椭圆形或子弹状的形状振荡的状态，随着流速的增加。实验上，这种取向的振荡过程中观察到的缓慢迁移的囊泡对通道的中心线。对于较大的囊泡，中尺度流体动力学模拟和实验表明，在减少体积$V^* \gtrsim 0.9$类似的对称形状振荡。然而，对于具有$V^* \lesssim 0.9$的非球形囊泡，发现具有两个对称或单个不对称尾部的形状。
2010-01-13 cond-mat.soft
Topological instabilities of spherical vesicles
在Helfrich弹性膜理论和微分几何的框架内，我们研究了球形囊泡对双气泡可能的不稳定性。我们发现，不仅温度，而且磁场可以诱导球形囊泡和双气泡之间的拓扑结构的转变，并提供了一个平衡形状的相图。
2009-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Toroidal membrane vesicles in spherical confinement
我们研究了球形容器内环形流体膜囊泡的形态。在几何相图中组装的平衡形状的缩放面积和减少的膜的体积的函数。对于小面积的囊泡可以采用其自由形式。当增加面积时，膜不能避免接触并且沿着圆形接触线接触限制球，该圆形接触线延伸到更大面积的接触区。的平衡形状的弹性能量进行比较，他们的局限对应的球形拓扑结构，以预测在何种条件下的拓扑结构的变化是有利的大力。
2015-09-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
Spherical Vesicles Distorted by a Grafted Latex Bead: An Exact Solution
我们提出了一个精确的解决方案的问题的全球形状描述的球形囊泡扭曲的接枝乳胶珠。该解是通过（拓扑）Bogomol 'nyi分解技术和弹性协调处理弯曲弹性中的非线性而得到的。我们在小乳胶珠的极限下恢复了“帽模型”近似，并发现接枝乳胶珠的对映区域是对称的。利用变分原理和相应的约束条件，我们还导出了相应的形状方程。
2007-10-22 cond-mat.soft nlin.SI
Confinement-induced shape transitions in multilamellar vesicles
通过快速共聚焦激光显微镜实验和数值模拟的面积差弹性的动态三角形膜模型，探讨了局限在一个球形囊泡的囊泡形态。限制被发现诱导几个新的形状的内囊泡，这是从来没有观察到在单层囊泡：双和四口细胞，狭缝囊泡，和囊泡的两个或三个隔间与各种形状。模拟再现的实验结果非常好，一些形状的转变可以理解一个简单的理论模型的轴对称形状。
2013-09-13 cond-mat.soft
Fluid membranes in hydrodynamic flow fields: Formalism and an application to fluctuating quasi-spherical vesicles in shear flow
研究了单流体双层膜在外部流体动力学流场中的动力学行为。确定性的运动方程的配置推导出同时考虑周围液体的粘性耗散和局部不可压缩的膜。对于剪切流中的准球形囊泡，热波动可以纳入一个Langevin型运动方程的变形幅度。该方程的解显示了稳态坦克履带形状的过阻尼振荡方法。倾斜角和弹性的轮廓被确定为过剩面积和剪切速率的函数。数值结果和实验的比较进行了讨论。
1998-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Flexoelectric fluid membrane vesicles in spherical confinement
对球形限制性弯电流体膜囊泡在外加均匀电场中的形态进行了数值研究。由于限制引起的变形，膜变得极化，导致与外部场的相互作用。在没有电场的情况下，囊泡的平衡形状可以在几何相图中分类为缩放面积和缩减体积的函数[1，2]。当膜的面积仅略大于限制球的面积时，出现单个轴对称内陷。非零电场诱导受限囊泡的额外伸长，其取决于电场参数的符号是垂直的或平行的。表面积或电场参数的较高值可降低系统的对称性，导致更复杂的折叠。我们提出了由此产生的形状，并表明，过渡线转移的存在下，一个电场。所获得的折叠模式可能是生物物理和技术应用的兴趣。
2020-06-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Non-equilibrium dynamics of initially spherical vesicles in general flow
许多囊泡具有球形静止形状，并且暴露于流体流引起亚光学区域和可见（系统）变形之间的交换，而总区域是保守的。控制亚光学和可见光区域之间交换的动力学取决于膜的性质，例如弯曲刚度和初始张力。相反，这些动力学的观察可用于确定膜的性质。本工作的目标是建立一个通用的数值模型，考虑到亚光学和可见光区之间的交换。与先前的建模工作不同，该模型不预先假定形状类型，例如近球形或应用流场，从而允许模型捕获更广泛的流动条件。隐式界面跟踪的基础上，使用体积保持多相Navier-Stokes求解器，该模型进行了比较，几个实验结果，表现出良好的协议。它是用来探索制度不可能与以前公布的模型，如可变粘度的情况下，以及这些系统的属性如何影响实验可测量的参数，如变形参数。通过创建一个更通用的框架，用于模拟具有亚光学区域的囊泡，现在可以从更广泛的实验结果中预测囊泡材料的性质。
2020-06-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-Dual Bending Theory for Vesicles
我们提出了一个自对偶弯曲理论，可以更好地理解高度非线性的全球行为中观察到的生物囊泡。采用这种拓扑方法的球形囊泡的革命，使我们能够将它们描述为沮丧的正弦戈登扭结。最后，为了说明我们的研究结果的应用，我们考虑一个球形囊泡全球扭曲的两个极性乳胶珠。
2003-10-06 cond-mat.soft nlin.PS q-bio.QM
Electrostatic self-energy of a partially formed spherical shell in salt solution: application to stability of tethered and fluid shells -- viruses and vesicles
我们研究了盐溶液中部分形成的带电球壳的静电学。我们解决了这个问题的数值在泊松-玻尔兹曼水平和分析在德拜-休克尔政权。从部分形成的壳的能量学的结果，我们研究的稳定性拴系（结晶）和流体壳破裂。我们清楚地描绘了不同制度的稳定走向破裂，在那里，对于流体壳，我们还包括弯曲弹性的影响的壳。我们的分析表明，如何充电的壳诱导其破裂的不稳定性，但也提供了有关增长的带电壳的见解。
2011-04-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamics of wrinkles on a vesicle in external flow
最近的实验由Kantsler et.等人（2007）已经表明，囊泡在外部伸长流动中的松弛动力学伴随着膜上褶皱的形成。受这些实验的启发，我们提出了一个理论描述的动态褶皱膜。褶皱的形成与膜的负表面张力引起的动力学不稳定性有关。对于准球形囊泡，我们进行分析研究的褶皱结构动力学。我们推导出不稳定阈值的表达式，并确定三个阶段的动态。建立并数值验证了散射波长和表面张力随时间演化的标度律。
2007-05-24 cond-mat.soft
Bogomol'nyi Decomposition for Vesicles of Arbitrary Genus
我们应用Bogomol'nyi技术，这通常是在研究孤子或模型的拓扑不变量，囊泡的弹性能量的情况下调用。我们表明，自发弯曲的贡献所造成的任何变形从亚稳弯曲形状落在两个不同的拓扑集：形状的球形拓扑和形状的非球形拓扑分别经历一个偏弯曲贡献一个la Fischer和平均曲率弯曲贡献一个la Helfrich。换句话说，拓扑可以被认为是描述弯曲现象。此外，我们还计算了每类的弯曲能和弯曲闭合能，而不考虑囊泡的形状。作为一个例子，我们简要地考虑几何挫折现象所经历的磁性涂层囊泡。
2001-10-29 cond-mat.soft cond-mat.str-el
A theoretical study on the dynamics of a compound vesicle in linear shear flow
有核细胞在剪切流中的动力学在癌细胞和循环肿瘤细胞中具有很大的相关性，其中它们主导血液的动力学。由于巨单层囊泡在解释红细胞等无核细胞动力学方面的成功，复合囊泡被认为是有核细胞的简单模型。在这项工作中，提出了一个理论模型来研究线性剪切流中的复合囊泡的变形和动力学，采用小变形理论和球谐函数与膜力的高阶近似。结果表明，内囊泡的大小不影响坦克踩踏动力学的外囊泡。内囊泡允许比外囊泡更大的倾斜角。然而，向颤抖-摆动和翻滚的过渡受到显著影响。内外囊泡表现出相同的动力学在大多数修改后的粘度剪切速率参数空间。在中等大小的内囊泡，观察到的摆动模式的内囊泡，而外囊泡表现出翻滚。内囊泡也表现出TU模式到IUS-中间翻滚摆动模式的修改。此外，同步的两个囊泡在较高的内囊泡尺寸和毛细血管数敏感的运动在小内囊泡尺寸观察在翻滚制度。这些结果与Levant和Steinberg 2014报告的少数实验观察结果一致。当内囊泡是固体内含物时，随着内囊泡尺寸的增加，观察到倾角减小。此外，在修正的粘度-剪切速率参数空间中给出了一个非常精细的相图，这可以在未来的实验或数值模拟中进行检验
2018-12-01 cond-mat.soft
Construction of nuclear envelope shape by a high-genus vesicle with pore-size constraint
核孔在大多数活细胞的核膜中具有近似均匀的分布。因此，核膜的形态是一个高属的球形口细胞。我们已经研究了高属囊泡的形态下的孔径限制使用动态三角形膜模拟。没有体积或其他限制的弯曲能量最小化产生圆形笼状气孔细胞，其中孔在扁圆形芽上排列成圆形线。随着孔半径减小，圆形孔排列比球形芽上的随机孔分布更稳定。然而，我们已经澄清了球形气孔细胞形成的条件：一个小的核周体积，核质内的渗透压，和孔之间的排斥。当考虑到面积差异弹性时，发现由口细胞和盘状口细胞形成圆柱形或芽生小管。
2016-07-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
Amoeboid propulsion of active solid bodies, vesicles and droplets: a comparison
本研究统一分析由周期性轴对称非手性形变驱动的可变形固体、囊泡和液滴三种微泳体，通过二阶微扰展开计算其泳动性能并比较，揭示不同泳体在最优冲程和相同冲程下的速度、效率差异及排名规律。
2025-02-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Cup-to-vesicle transition of a fluid membrane with spontaneous curvature
没有自发曲率的流体膜从盘到囊泡的转变可以用边缘线能和曲率能之间的竞争来描述。然而，具有自发曲率的非对称膜的转变尚未被理解。在这项研究中，形状的流体膜补丁具有恒定的自发曲率和封闭过渡到一个囊泡的研究使用理论和无网格膜模拟。据证实，（Meta）稳定和瞬态膜是很好的近似球冠。膜高斯模量可以从膜补丁的杯形以及从转移概率来估计，尽管后一种估计给出了略小的负值。此外，膜的自组装动力学，其中较小的囊泡形成在较高的自发曲率，较高的边缘线张力，和较低的密度。
2019-08-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
Law of corresponding states for osmotic swelling of vesicles
当溶质分子由于跨膜的浓度差而渗透到囊泡中时，囊泡通过渗透而膨胀。溶胀可以分为两个阶段：（a）“熨烫”阶段，其中囊泡的体积与面积比增加而其面积没有显著变化;（b）拉伸阶段，其中囊泡生长同时保持基本上球形，直到其破裂。我们表明，这两个阶段之间的交叉可以表示为一个加宽的连续相变。因此，不同的囊泡和不同的渗透溶质的溶胀曲线可以重新缩放成一个单一的，理论上预测的，通用的曲线。这样的数据崩溃证明了巨大的单层POPC囊泡，由于尿素，甘油，或乙二醇的渗透膨胀。因此，我们获得了一个灵敏的测量溶质的膜渗透系数，发现一个浓度无关的系数尿素，而甘油和乙二醇被发现增加溶质浓度。此外，我们使用的过渡的宽度，从数据崩溃中提取，推断的数量的独立的弯曲模式，影响在过渡区的囊泡的热力学。
2012-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
New analytical progress in the theory of vesicles under linear flow
囊泡正在成为研究红细胞（RBC）的一个非常流行的模型。这是一个自由边界问题，理论上很难处理。定量计算方法也是一个挑战。此外，通过数值研究，在合理的时间内扫描整个参数空间并不容易。因此，具有定量分析结果是一个重要的进步，提供了更深入的了解所观察到的功能，可以用来陪伴和可能指导进一步的数值开发。在本文中，形状演化方程的剪切流中的囊泡推导出解析精度为立方（这是二次在以前的理论）方面的变形的囊泡相对于一个球形。提出了不同类型运动（坦克踩踏，翻滚和摆动呼吸）的参数区分区域的相图。这个理论揭示了一些意料之外的特征：包括高阶项和谐波（即使它们不是直接由剪切流激发的）是必要的，无论形状是否接近球体。这一理论不仅解决了以往理论与最近的实验和数值研究之间的一个相当大的定量差异，而且还揭示了一个新的现象：参数空间中的VB模式带，被认为在中等剪切速率之后饱和，表现出超过临界剪切速率的显著加宽。这种展宽是由四次谐波激发引起的。所得相图是在一个非常好的协议与最近的三维数值模拟的基础上的边界积分公式。系统地与实验结果进行了比较。
2010-05-05 cond-mat.soft
Thermal fluctuations and osmotic stability of lipid vesicles
生物膜不断改变其形状，以响应外部刺激，并了解在异质环境中的囊泡的重塑和稳定性，因此是一系列细胞过程的根本重要性。一个关键的问题是囊泡如何响应外部渗透应力，所施加的囊泡内部和外部之间的溶质浓度的差异。以前的分析的膜弯曲能预测，微米级的巨型单层囊泡（GUV）应该成为全球变形已经为纳摩尔浓度差异，在实验结果中发现变形高得多的渗透应力。在这篇文章中，我们分析了机械稳定性的球形囊泡暴露于外部渗透压的热力学力学模型，包括热激发膜弯曲模式的影响。我们发现，包括热波动的囊泡形状的变化，使囊泡变形连续，在非热图片的突然过渡。然而，至关重要的是，预测的临界压力与全球囊泡变形保持相同的热波动被忽略时，大约六个数量级小于典型的崩溃压力最近实验观察到的GUV。最后，我们讨论了理论和实验之间持续不和谐的可能来源。
2022-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Conformational dynamics and phase behavior of lipid vesicles in a precisely controlled extensional flow
脂质囊泡在基本的生物过程中起着关键作用。尽管最近的进展，我们缺乏一个完整的了解囊泡的非平衡动力学，由于长期观察强流中的形状波动的挑战。在这项工作中，我们使用Stokes阱在平面延伸流中呈现了囊泡形状和构象转变的流动相图，这使得能够在精确定义的流中控制单个或多个囊泡的质心位置[Shenoy，Rao，Schroeder，\textit{PNAS}，113（15）：3976-3981，2016]。以这种方式，我们直接观察到的非平衡构象的脂质囊泡作为减少体积$ν$，毛细管数$Ca$，和粘度对比$λ$的函数。我们的研究结果表明，在拉伸流的囊泡动力学的特点是出现了三个不同的形状过渡，包括管状对称哑铃过渡，一个球状体不对称哑铃过渡，准球形椭圆过渡。实验相图与最近的模拟预测非常一致[Narsimhan，Spann，Shaqfeh，\textit{J. Fluid Mech.}，2014，\textbf{750}，144]。我们进一步表明，囊泡形状转变的相边界是独立的粘度对比度。两者合计，我们的研究结果表明，在精确定义的流量的囊泡拉伸动力学的精确量化的斯托克斯陷阱的效用。
2019-10-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Statistical mechanics of thermal fluctuations of nearly spherical membranes: the influence of bending and stretching elasticities
近球形囊泡和微乳液液滴的理论研究，目前的热激发系统，受到限制的典型例子，进行了审查。我们考虑了固定面积$A$和固定体积$V$约束下的此类系统的形状涨落，其几何形状用标量球谐函数表示。这些约束可以以不同的方式纳入理论。在对两种方法进行介绍性回顾之后：用δ功能膜区$A$精确固定[Seifert，Z. Phys. B，97，299，（1995）]或近似地通过与$A$共轭的拉格朗日乘子$σ$ [Milner和Safran，Phys. Rev. A，36，4371（1987）]，我们讨论了拉伸效应的确定作用，这已经在包含拉伸能量项的模型的框架中宣布，通过膜囊泡张力表达[Bivas and Tonchev，Phys.Rev.E，100，022416（2019）]。由于所用哈密顿量的涨落谱不是精确可解的，因此发展了一种基于自由能的Bogoliubov不等式的近似方法。最后一种方法中的面积约束表现为膜张力的自洽方程。在一般情况下，这个方程在解析上是难解的。然而，可以通过对模型参数的值施加一些限制或研究极限情况来深入了解背后的物理学，在极限情况下求解自洽方程。合奏的等效性的影响进行了讨论。
2020-09-19 cond-mat.soft
Phase Transition and dissipation driven budding in lipid vesicles
膜出芽作为一种平衡过程已被广泛研究，这归因于共存结构域的形成或囊泡面积与体积比的变化（减少的体积）。相比之下，非平衡出芽仍然在实验上广泛未被探索，特别是当时间尺度远低于脂质的特征扩散时间τ时。我们发现，局部的机械扰动，通过驱动巨大的单层囊泡（GUV）通过其脂质相变，导致立即形成快速增长，多本地化，非平衡芽，当过渡发生在短时间尺度（<τ）。我们发现，这些芽产生于小的流体样扰动，并在第三个维度上生长为球冠，因为在平面上的传播是由连续的刚性凝胶状基质阻碍。考虑到三维和二维粘度，我们表明，耗散降低了系统的大小尺度，因此有利于形成多个芽，只要扰动发生在一定的临界速率以上。该速率取决于膜和介质粘度，并且通过我们的理论描述定性和定量地正确预测。
2013-03-26 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Tank-treading as a means of propulsion in viscous shear flows
使用坦克踩踏作为一种手段的推进microswimmers在粘性剪切流被考虑到exam.We讨论的可能性，囊泡能够控制漂移在外部剪切流，通过局部改变其自身膜的弯曲刚度。通过准球形极限的解析计算，确定了在外部流动中的坦克踩踏囊泡的静止形状和取向，在膜不均匀性中工作到最低阶。膜的不均匀性在形状演化方程中作为额外的力项起作用，其可用于平衡流体动力学应力的影响，从而允许囊泡呈现否则将被禁止的形状和取向。囊泡的形状和方向所需的横向迁移的流动，连同弯曲刚度的配置文件，将导致这样的形状和方向，被确定。一个简单的模型，其中一个囊泡是能够向上或向下迁移的浓度场的梯度，通过硬化或软化其膜，在响应罐踩踏过程中所经历的浓度水平的变化。
2011-07-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Theoretical model of efficient phagocytosis driven by curved membrane proteins and active cytoskeleton forces
吞噬作用是细胞吞噬和内化相对较大颗粒的过程，在我们的免疫系统功能中起着核心作用。我们研究的吞噬过程中，考虑一个简化的粗粒模型的三维囊泡，具有统一的粘附与刚性颗粒的相互作用，在弯曲的膜蛋白和活性的细胞骨架力的存在下。当囊泡的弯曲能量消耗被粘附能量的增益平衡时，实现完全吞噬。弯曲（凸形）蛋白质的存在通过在吞噬膜的高度弯曲的前缘处以更高的密度自组织来降低弯曲能量成本，所述吞噬膜形成包裹颗粒的吞噬杯的圆形边缘。这允许在小得多的粘附强度下发生吞没。当弯曲的蛋白质施加向外的膨胀力时，代表肌动蛋白聚合，在前缘，我们发现，吞噬更快地实现，在较低的蛋白质密度。我们认为球形以及非球形颗粒，并发现，非球形颗粒更难以吞没相比，相同表面积的球形颗粒。对于非球形颗粒，吞噬时间关键取决于颗粒相对于囊泡的初始取向。我们的模型提供了一个机制，在吞噬杯的肌动蛋白细胞骨架的自发自组织，在最近的高分辨率的实验观察，在很好的协议。
2022-01-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Deformation and motion of giant unilamellar vesicles loaded with gold nanoparticles driven by induced charge electro-osmotic flow
本文制备载金纳米颗粒的GUVs并施加AC电场，通过光流观测和电场二次依赖关系确认ICEO流，揭示局部AuNPs导致流动不平衡并增强囊泡运动与形变。
2023-12-09 cond-mat.soft nlin.AO physics.chem-ph
Solvent-induced morphological transitions in methacrylate-based block-copolymer aggregates
聚（环氧乙烷）- $\textit{b}$ -聚（甲基丙烯酸丁酯）（PEO- $\textit{b}$ -PBMA）共聚物最近已被鉴定为用于合成分级纳米多孔材料的优异的结构单元。然而，虽然实验已经揭示了它们形成双连续相和囊泡的潜力，但它们的相和聚集行为的一般情况仍然缺失。通过分子动力学模拟，我们在这里应用我们最近的粗粒度模型的PEO- $\textit{b}$ -PBMA研究其自组装在水和四氢呋喃（THF）和揭示了发生的一个广谱的中间相。特别是，我们发现，该三元体系的形态相图在高共聚物浓度下包含双连续相和层状相，在低共聚物浓度下包含有限尺寸的聚集体，如分散片或盘状聚集体、球形囊泡和棒状囊泡。这些中间相的形态可以通过调节THF/水的相对含量来控制，这对自组装的动力学以及所得的平衡结构具有显著的影响。我们的研究结果揭示了迷人的潜力的PEO- $\textit{b}$ -PBMA共聚物的纳米结构材料的模板合成，并提供了一个指导方针，以微调其性能，通过准确地选择THF/水的比例。
2020-03-06 cond-mat.soft
Voltage dynamics of spherical membranes from single ion channel currents
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本研究结合理论与数值模拟，解析球形膜囊泡局部电流驱动的电荷重组时空动力学，推导非局部电缆方程，为电紧张紧凑细胞的电生理学简化提供第一性原理基础。
2026-08-25 cond-mat.soft math-ph math.MP
First-order phase transition of the tethered membrane model on spherical surfaces
我们发现，三种类型的栓系表面模型都经历了光滑相和褶皱相之间的一级相变。第一个和第三个是Helfrich，Polyakov和Kleinert的离散模型，第二个是Nambu和Goto的模型。这些是包括人工囊泡在内的生物膜的曲率模型。本文的结果表明，一级相变是普遍的，在这个意义上的转变的顺序是无关的离散的哈密顿的束缚表面模型。
2005-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Swinging and tumbling of multicomponent vesicles in flow
本文建立降阶模型研究异质膜囊泡在剪切流中的动力学，发现材料性质变化可引发从摆动到翻滚的转变，并通过数值模拟验证了理论预测。
2022-02-04 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Fluctuation tension and shape transition of vesicles: renormalisation calculations and Monte Carlo simulations
长期以来，人们已经知道，由高度波动谱计算的膜的波动表面张力$r$不等于Helfrich理论中引入的裸表面张力$σ$。在这项工作中，我们将这两个表面张力分析和数值，并将它们与拉普拉斯张力$γ$和机械框架张力$τ$进行比较。使用一个循环的重整化计算，我们得到，除了有效的弯曲模量$κ_{\rm eff}$，一个新的表达式为有效的表面张力$σ_{\rm eff}=σ- εk_{\rm B}T/(2a_p)$其中$a_p$的投影截止面积，和$ε=3$或1根据允许的配置。此外，我们表明，起皱过渡的无限平面膜发生$σ_{\rm eff}=0$，也是一致的拉普拉斯和帧张力消失。使用广泛的蒙特卡罗（MC）模拟，三角形膜的囊泡制成的$N=100-2500$顶点进行了模拟。不应用局部约束。它示出的数值$r$是等于$σ_{\rm eff}$与径向MC移动（$ε=3$）和修正MC移动局部垂直于波动膜（$ε=1$）。对于典型大小的$R$的有限囊泡，定义了两种不同的机制：$\hat σ_{\rm eff}=σ_{\rm eff}R^2/κ_{\rm eff}>0$的张力机制和$-1<\hat σ_{\rm eff}<0$的弯曲机制。在$\hat σ_{\rm eff}\simeq 0$数值上观察到从由大表面能施加的准球形形状到仅由弯曲能控制的更多变形形状的形状过渡。我们建议，屈曲过渡，观察到的平面支撑膜在文献中…
2017-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Three-dimensional flow in Kupffer's Vesicle
虽然许多脊椎动物外观左右对称，但内部器官的排列是不对称的。在斑马鱼中，左右对称性的破坏是由库普弗囊泡（KV）组织的：一种近似球形的充满液体的结构，在受精后10小时开始在胚胎中形成。斑马鱼对称性破缺的一个重要组成部分是在KV内建立纤毛驱动的流体流动。然而，目前还不清楚（a）背，腹和赤道纤毛如何有助于全球涡旋流，以及（b）如果这种流动打破左右对称通过机械转导或形态运输。完全回答这些问题需要知识的三维流动模式KV内，这还没有被量化在以前的工作。在这项研究中，我们计算和分析的三维流KV。我们考虑了来自个体和群体纤毛的流动，并且（a）发现反涡流流动可以纯粹来自背侧顶上的纤毛超过腹侧底，显示了赤道纤毛的背侧倾斜如何稳定这种涡流流动，并且（b）显示背侧纤毛的前部聚集导致前部的流动比后角快40%左右。我们认为，这些流量功能是支持对称突破机械感觉纤毛，并提出了一个新的实验来验证这一假设。根据我们对流动的新理解，我们提出了一个进一步的实验来逆转KV内的流动，以潜在地诱导内脏逆位。
2016-01-18 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Virus shapes and buckling transitions in spherical shells
我们表明，二十面体包装的蛋白质壳粒提出的卡斯帕和Klug球形病毒变得不稳定，以小面足够大的病毒大小，在类似的屈曲不稳定性的向错在二维晶体。我们的模型，薄弹性壳的非线性物理的基础上，产生良好的一个参数适合在真实空间中的大型球形病毒的全三维形状。小平面的形状仅取决于无量纲的Foppl-von Karman数γ=YR^2/κ，其中Y是蛋白质外壳的二维杨氏模量，κ是其弯曲刚度，R是平均病毒半径。该形状可以根据球谐展开更定量地参数化。我们还研究了极大γ（10^3 < γ< 10^8）的弹性壳理论，发现结果适用于冷冻断裂和电子显微镜研究的大囊泡的二十面体形状。
2003-11-27 cond-mat.soft q-bio.BM
The random packing density of nearly spherical particles
获得随机组装体的宏观性质（如密度）与其组成颗粒的微观性质（如形状）之间的一般关系是非晶材料研究中的一个基本挑战。通过利用现有的球形颗粒的随机堆积的理解，我们估计所有足够的球形形状的随机堆积密度。我们的方法使用的合奏的随机包装配置的领域作为一个参考点的微扰计算，我们进行线性顺序的变形。一个完全解析的计算表明，所有足够球形的形状都比球体更致密。此外，我们使用球体的模拟数据来计算非球形粒子的数值估计，并将这些估计与模拟进行比较。
2016-03-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Bilayer Thickness on Membrane Bending Rigidity
用单微量吸管和双微量吸管技术测量了两亲性嵌段共聚物自组装双层囊泡的抗弯刚度$k_c$。这些共聚物的疏水膜厚度$d$比它们的脂质对应物大近5倍，分子量$\bar{M}_n$大一个数量级。这些两亲物的大分子结构有助于深入了解和扩展传统表面活性剂行为的关系。我们发现$k_c$的缩放与厚度接近二次，与现有的双层膜的理论。这里的结果是理解和设计软界面，如生物膜模拟的关键。
2004-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shape transitions in soft spheres regulated by elasticity
我们研究弹性驱动的软球核壳结构的形态转变，其中的核心可以被视为一个各向同性的弹性连续体和表面或壳作为一个无张力的液体层，其弹性响应是由弯曲为主。为了产生过渡，我们考虑的情况下，液体层的表面积增加了固定量的内部弹性材料。我们发现，一般有一个临界的过剩表面积，各向同性球变得不稳定的屈曲。此时它采用了较低对称性的褶皱结构，可以用球谐变形来描述。我们研究了屈曲球和临界过渡区的弹性参数和系统的大小的依赖性。我们还将我们的研究结果与最近的实验上的凝胶填充囊泡，因为它们的内部体积减少。该理论可能有更广泛的应用，从宏观到微观的各种相关结构，包括干豌豆，葡萄干，以及细胞核的螺旋。
2013-10-16 cond-mat.soft
Improved viscosity-concentration equation for emulsions of nearly spherical droplets
提出了一种改进的粘度模型，该模型适用于两种不互溶液体在任意体积分数和低剪切速率下的乳状液实验。该模型是基于一个递归微分法制定的适当的缩放变量出现在系统中排除体积效应的分析。这个变量，称为有效填充分数，结合了系统的几何信息，确定了最大的包装和减少到裸填充分数无限稀释的乳液。我们的粘度模型与实验的协议是显着的体积分数和粘度比的所有范围内。
2009-03-31 cond-mat.other cond-mat.soft
