Characteristic interfacial structure behind a rapidly moving contact line
在强制润湿中，快速移动的表面在其被投入第二流体浴中时拖曳一薄层拖尾流体。使用高速干涉测量法，我们发现该层的厚度中的特征结构具有由厚得多的区域分隔的多个薄的平坦三角形结构。取决于液体粘度和渗透速度的这些特征是稳健的，并且在润湿和去润湿几何形状中都发生。它们的存在清楚地表明了忽略横向不稳定性的理论分析的不足。
2018-08-27 cond-mat.soft
Finite-size scaling in the interfacial stiffness of rough elastic contacts
具有微观粗糙界面的两个接触体的总弹性刚度具有完全归因于表面粗糙度的界面贡献K。定量了解K是很重要的，因为它可以支配总的机械响应，因为它是成比例的连续介质理论中的电导率和热导率的界面贡献。数值模拟的依赖性K上施加的压缩压力p名义上平坦的弹性固体的表面粗糙度的范围。在很宽的p范围内，K随p线性上升。在小p处观察到次线性幂律缩放，但模拟显示这是有限尺寸效应。我们推导出准确的，分析表达式的指数和前置因子的这种低压缩放K通过扩展接触力学理论的Rewerson有限大小的系统。与我们的模拟结果一致，这些表达式表明，随着系统尺寸的增加，低压标度制度的开始向低压移动。
2013-07-14 cond-mat.soft
Smoothed particle hydrodynamics study of friction of the coarse-grained $α$-Al2O3/$α$-Al2O3 and $α$-Fe2O3/$α$-Fe2O3 contacts in behavior of the spring interfacial potential
本文利用弹簧势和光滑粒子流体动力学模拟，研究了微米级$α$-Al2O3和$α$-Fe2O3接触的滑动摩擦，发现摩擦系数随法向分量增加而降低，印证了界面变形或碎屑导致接触不稳定的先前观察。
2019-03-06 cond-mat.soft
Electrical contact with dielectric breakdown of interfacial gap
本研究针对电接触界面，考虑接触区域外空气介电击穿的影响，结合修正帕邢定律开发数值模型及低电压下的闭合解，揭示了忽略放电的误差并阐明电流密度分布规律，为粗糙表面放电接触建模奠定基础。
2024-11-25 cond-mat.soft
Interfacial separation between elastic solids with randomly rough surfaces: comparison between theory and numerical techniques
本文研究了具有随机粗糙表面的两弹性固体接触区的界面间距P（u）的分布。一个解析表达式推导出P（u），使用Escherson的接触力学理论，并比较使用（a）基于Boussinesq方程的半空间方法，（b）格林函数分子动力学技术和（c）智能块经典分子动力学获得的数值解。总的来说，我们发现所有不同的方法之间的良好协议。
2011-02-26 cond-mat.soft
A Modified Smoothed Particle Hydrodynamics Approach for Modelling Dynamic Contact Angle Hysteresis
动态润湿在多相流物理学中起着重要的作用，并且在许多工业和岩土工程应用中具有显著的影响。在这项工作中，一个改进的光滑粒子流体动力学（SPH）模型被用来模拟表面张力，接触角，和动态润湿效果。在毛细管中模拟了润湿和去湿现象，其中液体颗粒被移动的基底升高或撤回。通过引入一种新的液-固界面粘性力公式，对SPH模型进行了修正，以再现运动接触线的速率相关行为。通过考虑界面粘性力的动态接触角模拟，验证了新公式的有效性和准确性。此外，通过经验幂律关联式考察了不同大小的界面粘性力对接触角动力学的影响，导出的常数表明动态接触角随界面粘性力单调变化。模拟结果与实验观察和理论预测相一致，表明界面粘性力与流体滑移长度和微观表面粗糙度有关。研究表明，改进的SPH模型能够成功地考虑运动接触线的速率相关效应，可用于动态条件下的真实多相流模拟。
2018-04-08 cond-mat.soft
Mechanics of large folds in thin interfacial films
一个薄膜在液体界面响应单轴约束的扭曲，然后通过折叠，其形状和能量已被精确计算之前，自接触。在这里，我们解决了大褶皱的力学，即吸收长度远大于皱纹波长的褶皱。与标度参数和数值模拟，我们表明反对称折叠是积极有利的，可以吸收任何多余的长度在零压力。然后，在这个简单的模型的脂质单层和毛细管筏实验的比较中出现的困惑的动机，我们讨论了如何将膜重量，自粘附和能量耗散。
2014-07-16 cond-mat.soft
Generation of Motion of Drops with Interfacial Contact
如果液滴受到润湿性或温度梯度的影响，则液滴在固体表面上移动。然而，表面上的钉扎缺陷表现在润湿滞后或一阶非线性摩擦方面，在必须超过临界尺寸以使液滴移动的意义上限制了运动。然而，滞后的影响可以通过外部振动来减轻，该外部振动可以是结构化的或随机的，从而产生液滴的定向运动。许多众所周知的整流、放大和开关功能都可以通过这种运动来实现。感兴趣的一个具体情况是表面上的液滴的随机聚结，其引起自生噪声。这种噪声克服了钉扎电位，从而产生聚结液滴的随机运动。随机移动的聚结液滴本身表现出定向扩散通量时，存在的边界，以消除他们的吸收。在偏压存在的情况下，聚结的液滴执行扩散漂移运动，这可以在各种水和热管理技术中具有有用的应用。
2015-08-05 cond-mat.soft
Interfacial Stability in Tensionless Phase-Separated Quorum-Sensing Systems
本文通过理论与模拟研究仅靠群体感应通信相互作用的相分离活性粒子界面行为，发现其力学表面张力消失但有效毛细表面张力非零，并揭示界面平衡由极化力维持、动力学由表面刚度控制，阐明了活性物质中两类表面张力的根本区别。
2025-07-20 cond-mat.soft
Frictional dissipation of polymeric solids vs interfacial glass transition
我们提出了一个玻璃状聚合物和光滑的二氧化硅基板接枝与不同的覆盖密度和形态的烷基硅烷层之间的单接触摩擦实验。这允许我们调整聚合物/基底相互作用强度。我们发现，当从弱相互作用到强相互作用时，剪切局部化的界面连接处的响应从高粘性阈值流体的响应演变为塑性变形的玻璃态固体的响应。我们分析这是由于相互作用引起的“界面玻璃化转变”的压力帮助。
2006-07-19 cond-mat.soft
Effects of contact-line pinning on the adsorption of nonspherical colloids at liquid interfaces
接触线钉扎效应在宏观系统中是众所周知的，但在胶体悬浮液中的微观尺度上才刚刚开始探索。我们使用数字全息捕捉快速三维动态的微米大小的椭球突破油水界面。我们发现，粒子的角度随高度近似线性变化，在从模拟的基础上最小化的界面能的结果。使用一个简单的模型的接触线的运动，我们表明，所观察到的平移和旋转自由度之间的耦合可能是由于接触线钉扎。我们的结论是，胶体颗粒吸附到液体界面的动力学不确定由最小化的界面能和粘性耗散单独的接触线钉扎决定的时间尺度和途径的平衡。
2017-08-10 cond-mat.soft
Contact mechanics of and Reynolds flow through saddle points: On the coalescence of contact patches and the leakage rate through near-critical constrictions
我们研究了两个粗糙表面的固体之间的机械接触的数值局部模型。当固体通过粘附或通过小的法向载荷$L$轻轻接触时，仅在孤立的贴片处形成接触，并且流体可以通过界面。当负载超过阈值$L_c$时，相邻的片在临界收缩处合并，即，在未变形表面之间的界面分离形成鞍点的点附近。该过程是连续的，没有粘附，并且渗流附近的界面分离完全由标度因子和$L_c-L$符号定义。比例因子导致雷诺流阻，其随$(L_c-L)^β$和$β= 3.45$而发散。接触合并和破坏鞍点附近变得不连续时，无论是短程粘附或特定的短程排斥添加到硬壁排斥。这些结果意味着，接触斑块的合并和破裂可以有助于库仑摩擦和接触老化。
2015-01-26 cond-mat.soft
The contact mechanics challenge: Problem definition
我们提出了一个接触力学问题，我们认为这是名义上平坦的表面之间的接触的代表。数学上完全定义的接触问题的主要成分是：自仿射粗糙度，线性弹性，小斜率近似，以及无摩擦表面之间的短程粘附。表面能、弹性接触模量和计算机生成的表面形貌在www.lms.uni-saarland.de/contact-mechanics-challenge上提供。为了尽量减少不希望的，但频繁的问题，单位转换错误，我们提供了一些基准结果，如相对接触面积作为负载$a_{\rm r}(L)$之间的$0.1\%$和$15\%$相对接触的函数。我们呼吁理论家和数值家预测包含比$a_{\rm r}(L)$更多信息的量，并提供如何提交预测的信息。感兴趣的量的示例是作为负载函数的平均间隙或接触刚度以及参考负载下接触片尺寸、界面应力和界面分离的分布。数字准确的参考结果将在随后的工作中传播，包括对提交的结果进行评估。
2015-12-08 cond-mat.soft
Curvature dependence of the interfacial tensions around nanoscale cylinder: Young's equation still holds
通过扩展我们以前的研究[Y. Imaizumi等人，J. Chem. Phys. 153，034701（2020）]，我们成功地计算了简单Lennard-Jones流体在具有纳米级直径的固体圆柱周围的固-液（SL）和固-汽（SV）界面张力，该界面张力来自单平衡分子动力学（MD）系统，其中固体圆柱垂直浸入液体池中。通过简单的力平衡关系，分别得到了SL和SV界面张力$γ_\mathrm{SL} - γ_\mathrm{S0}$和$γ_\mathrm{SV} - γ_\mathrm{S0}$相对于裸固体表面的界面张力$γ_\mathrm{S0}$.通过使用这些界面张力的杨氏方程计算的理论接触角与通过拟合到弯月面形状的分析解估计的表观接触角很好地一致，这表明杨氏方程甚至对于具有纳米级曲率的固体周围的弯月面也成立。我们还发现，曲率对接触角的影响令人惊讶地小，而对施加在接触线附近的实心圆柱体上的局部力的影响确实很大。此外，目前的研究结果表明，曲率依赖的SL和SV界面自由能，这是界面张力，是不同的相应的界面势能。
2021-11-25 cond-mat.soft physics.chem-ph
A mesoscopic model for microscale hydrodynamics and interfacial phenomena: Slip, films, and contact angle hysteresis
我们提出了一个模型的基础上的格子玻尔兹曼方程，是适合于模拟动态润湿。该模型是能够表现出基本的界面现象，如弱吸附的固体基质上的流体和存在的薄表面膜内的分离压力的作用。该表面膜中的动力学与流体本体中的流体动力学紧密耦合，确定主要感兴趣的宏观性质：流体动力学滑移;平衡接触角;以及接触角的静态和动态滞后。流固相互作用的赝势由一个排斥核和一个可以独立调节的吸引尾组成。这使得能够有效地修改分离压力的函数形式，使得可以改变在呈现相同平衡接触角的表面上的静态和动态滞后。模型化的固体-流体界面是扩散的，由壁概率函数表示，其最终控制固体和流体相之间的动量交换。这种方法使我们能够有效地改变固体基底的给定润湿性（即静态接触角）的滑移长度。
2012-02-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Adhesion between elastic solids with randomly rough surfaces: comparison of analytical theory with molecular dynamics simulations
用分子动力学（MD）模拟研究了具有随机粗糙自仿射分形表面的弹性固体之间的粘附接触。名义上的平面和曲面的模拟得到的界面结合能进行比较的预测的接触力学理论的Rewerson。理论和模拟结果一致，而观察到的大部分差异可以归因于有限的尺寸效应和长程性质的原子之间的相互作用在块和基板的MD模型，相比，分析理论，这是一个无限系统的界面接触相互作用。对于曲面（JKR型的问题）的有效界面能表现出弱滞后，这可能是由于在拉脱过程中的开口裂纹尖端附近的局部不可逆的分离过程的影响。
2011-12-22 cond-mat.soft
Substrate contact angle governs microgel shape, stiffness and deposition pattern
University of Münster（明斯特大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Martin Luther University Halle-Wittenberg（哈勒-维滕贝格马丁路德大学）
该研究发现基底接触角会调控微凝胶的水合形状、刚度，进而影响朗缪尔-布洛杰特沉积单层的干燥重排与最终组装结构，为界面自组装及转移结构的调控提供了关键机制。
2026-08-03 cond-mat.soft
Finite deformations induce friction hysteresis in normal wavy contacts
本文通过有限元模型研究波状刚性压头与可变形基底的法向接触循环，揭示有限变形和非线性流变下界面摩擦导致接触滞后与能量耗散，并给出超越线弹性框架的新解释。
2025-03-10 cond-mat.soft
Understanding Controls on Interfacial Wetting at Epitaxial Graphene: Experiment and Theory
在原子尺度上研究了界面水与石墨碳的相互作用，作为外延石墨烯疏水性的函数。高分辨率X射线反射率显示石墨烯-水接触角由平均石墨烯厚度控制，这是由于表示为外延缓冲层的膜表面的分数，其接触角（接触角θ_c = 73°）显著小于多层石墨烯的接触角（θ_c = 93°）。经典和从头算分子动力学模拟表明，缓冲层的接触角减小是由于其与SiC衬底的外延和界面缺陷的存在。这一见解阐明了界面水结构和疏水性之间的关系，一般来说，并提出了新的路线来控制外延石墨烯的界面特性。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Characterizing Surface Wetting and Interfacial Properties using Enhanced Sampling (SWIPES)
我们介绍了一个准确和有效的方法来表征表面润湿和界面性质，如接触角的液滴在固体表面上，和汽-液表面张力的流体。该方法利用分子模拟结合间接伞采样技术，系统地润湿表面，并估计相应的自由能。为了说明该方法，我们研究了一个家庭的Lennard-Jones表面的润湿水。我们估计接触角的表面与水的广泛的吸引力，通过使用我们的方法，也通过使用液滴形状。值得注意的是，随着地表水吸引力的增加，我们的方法能够捕捉到从部分润湿到完全润湿的过渡。最后，该方法实现简单，计算效率高，在大约5纳秒的模拟时间内提供准确的接触角估计。
2018-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanics of Interfacial Composite Materials
最近的实验和模拟表明，颗粒覆盖的界面可以存在于稳定的非球形形状作为结果的立体堵塞的界面捕获的颗粒，这赋予了固体状的属性的接口。我们提供了一个实验和理论表征这些装甲对象的机械性能，注意到二维颗粒状态的接口。小的非均匀应力产生塑性响应，而均匀应力产生弱弹性响应。剪切驱动的粒子尺度重排解释了获得所观察到的近乎完美的塑性形变所需的基本阈值。此外，通过使用表面活性剂来使表面上的颗粒不稳定，实验展示了界面的不均匀应力状态。由于被界面捕获的颗粒保持了它们各自的特征，装甲界面可以被认为是一种具有独特化学、结构和力学性能的复合材料。
2006-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interfacial fluid flow for systems with anisotropic roughness
我讨论流体在各向异性粗糙度固体之间的界面处的流动。我表明，随机粗糙表面各向异性的粗糙度，接触面积渗滤在相同的相对接触面积为各向同性的粗糙度，和Bruggeman有效介质理论和临界结理论给出了几乎相同的结果的流体流动传导率。这表明，在大多数情况下，在高放大率下观察到的表面粗糙度与流体流动问题无关，例如静态密封的泄漏和流体挤出。
2020-03-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Curvature corrections to the nonlocal interfacial model for short-ranged forces
本文重新推导了短程分子间力体系的非局部界面哈密顿模型。从一个微观的朗道-金兹伯格-威尔逊哈密顿量与双抛物线的潜力，我们重新推导的界面模型，使用严格的边界积分方法。这是针对三种情况进行的：与非平面衬底接触的单一流体相（即，wall）;分离共存的流体相（例如，液体和气体）的自由界面;以及最后与非平面限制壁接触的液体-气体界面，如适用于润湿现象。对于前两种情况下，我们的方法确定了正确的形式的曲率修正的自由能，对于一个自由界面的情况下，它允许我们重铸这些作为一个界面的自相互作用，如先前在文献中所述。当界面与衬底接触时，我们的方法同样识别曲率修正的非局部结合势，描述的界面和壁的相互作用，为此，我们提出了一个广义和改进的图解公式。
2018-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Programming Nonlinear Interfacial Mechanics of Synthetic Cells: Lipid Geometry and DNA Nanostructures
通过调节脂质几何和DNA纳米结构，研究实现了对合成细胞非线性界面力学的编程，建立了分子设计原则和定量基础。
2026-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Numerical and Experimental Investigation of Static Wetting Morphologies of Aqueous Drops on Lubricated Slippery Surfaces Using a Quasi-Static Approach
由于润湿脊的缓慢动力学，预测液滴在薄润滑剂涂覆表面上的润湿形态是具有挑战性的。据推测，当一滴下沉的润滑表面上，准静态润湿形态可以数值计算，只有从知识的界面能，润滑剂的厚度，和液滴体积。我们使用Surface Evolver软件对四相体系的界面轮廓进行了数值计算。对于实验，我们在具有不同润滑剂厚度、基底润湿性和液滴体积的硅油涂覆的基底上使用80重量%甲酰胺的液滴。液滴的光学图像被用来比较实验的界面轮廓和表观接触角与数值计算的。我们发现良好的协议之间的实验和模拟的界面轮廓和表观接触角作为各种系统参数的函数，除了非常薄的润滑膜。表观接触角随基底润湿性和润滑剂厚度的变化呈非线性变化，但随液滴体积的变化而变化。
2022-11-02 cond-mat.soft
Interfacial free energy of a hard-sphere fluid in contact with curved hard surfaces
用分子动力学模拟计算了硬球流体与硬球和硬柱胶体颗粒之间的界面自由能γ，它是颗粒半径R和流体填充率η= ρσ^3/6的函数，其中ρ和σ分别是硬球的数密度和直径。这些结果验证了积分几何中的Hadwiger定理，该定理预言在一定的限制条件下，表面上流体的γ应该是平均曲率和高斯表面曲率的线性组合，该定理在球面和柱面的计算精度范围内是有效的，η约为0.42。此外，该系统的γ的早期结果[Bryk等人，物理评论E，68，031602（2003）]使用基于几何学的经典密度泛函理论的计算结果与Hadwiger定理有效的范围内的填充分数的当前模拟结果非常一致。然而，当η大于约0.42时，γ（R）显示出与Hadwiger形式的显著偏差，表明其用于高密度硬球流体的局限性。使用这项研究的结果与Hadwiger定理允许一个，在原则上，以确定$γ$任何足够光滑的表面浸入硬球流体。
2012-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interfacial Stresses on Droplet Interface Bilayers Using Two Photon Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy
本文提出一种利用双光子荧光寿命成像显微镜和分子翻转器，在液滴界面双层上无创测量界面应力的微型平台，并揭示了双层形成与分离过程中的应力分布及分子翻转器的应力感知机制。
2023-06-11 cond-mat.soft
Internal and interfacial friction in the dynamics of soft/solid interfaces
我们从理论上分析了摩擦对石英晶体微天平（QCM）测量的影响，探测软（粘弹性）膜和生物分子层从水溶液中吸附。虽然水为生物分子提供了自然环境，但在后一种情况下，在吸附的软分子层和石英衬底之间形成了具有未知流变特性的界面。因此，我们调查的动态软薄膜吸附到固体石英表面内的连续介质力学方法，使用麦克斯韦和Voight/Kelvin模型的粘弹性和它们的组合。严格的表达式推导出的石英晶体振荡器的声学响应，占界面（滑动）摩擦和内部摩擦（粘度），表明QCM可以用作传感器的摩擦效应的定量表征，以及吸附的生物分子膜的机械性能的“原位”测量。
1999-06-28 cond-mat.soft
On the contact area and mean gap of rough, elastic contacts: Dimensional analysis, numerical corrections and reference data
自仿射表面粗糙度的固体之间的弹性，非粘性接触的描述似乎需要大量的参数的知识。然而，很少有参数足以确定许多重要的界面特性，我们通过量纲分析与数值模拟相结合。这种见解是用来推导的相对接触面积和平均界面分离$Δ\bar{u}$的压力依赖性，并提出了一个紧凑的形式的结果。给定压力$p$的适当单位选择，即，有效模量$E^*$乘以均方根梯度$\bar{g}$，相对接触面积主要取决于$p$，但即使在大的$p$下也几乎不取决于赫斯特指数$H$。当使用均方根高度$\bar{h}$作为长度单位时，$Δ\bar{u}$另外取决于短波长和长波长处的高度光谱截止的比率。在分形极限中，该比率为零，只有短波长处的粗糙度与$Δ\bar{u}$相关。然而，该限制不应与实际应用相关。我们的工作包含了一个简短的总结所采用的数值方法格林函数分子动力学，包括如何系统地克服数值的缺点，通过适当的有限尺寸，分形和离散化校正的说明。此外，我们概述了推导的无量纲单位的汤姆逊理论。与数值参考数据相比，Escherson理论的计算结果很好。
2013-12-06 cond-mat.soft
The role of interfacial adhesion on minimum wear particle size and roughness evolution
两个物体之间的粘附力是磨损过程中的一个关键参数。在宏观尺度上，已知强粘合剂结合导致高磨损率，如在清洁的金属对金属接触中观察到的。因此，需要降低界面粘合强度，为此目的采用润滑和表面钝化等技术。尽管如此，很少有人知道的影响粘附磨损的微观过程。特别是，磨损颗粒尺寸和表面粗糙度的演变上的界面粘附的影响是不清楚的，因此在这里解决的分子动力学模拟的装置。我们表明，在短时间尺度下，表面形态，而不是界面粘附强度决定了磨损颗粒的最小尺寸。然而，在较长的时间尺度上，粘附改变了颗粒运动，从而改变了磨损率和表面形态。
2020-03-23 cond-mat.soft
Healing of polymer interfaces: Interfacial dynamics, entanglements, and strength
聚合物膜的自我修复通常发生在分子扩散穿过损坏区域时，高于其熔化温度。使用分子动力学模拟，我们探测聚合物薄膜的愈合，并与均聚物板的热焊接的结果进行比较。这两种方法在它们的界面结构上不同，因为损伤导致多分散性增加和更短的链。将聚合物样品切割成两个单独的膜，然后将其以熔融状态保持在一起。随着时间的推移，受损膜的恢复和聚合物分子扩散穿过界面。质量摄取和缠结的形成，从原始路径分析，提取和相关的剪切模拟得到的界面强度。我们发现，由于短链的存在，相互扩散是显着更快的损坏的膜相比，焊接。虽然界面缠结增加更迅速的损坏的膜，其中很大一部分是近链端。结果，愈合膜的界面强度比焊接更慢地增加。对于愈合和焊接，界面强度饱和的体积缠结密度恢复整个接口。然而，受损膜的饱和强度低于聚合物样品的体积强度。在饱和时，切割链保持在愈合界面附近。它们的纠缠较少，因此在机械上削弱了界面。当界面强度饱和时，界面缠结的数量与相应的体缠结密度成比例。链刚度增加了缠结的密度，这增加了界面强度。我们的研究结果表明，在界面上的几个缠结足以抵抗界面链拔出，提高机械强度。
2014-07-11 cond-mat.soft
Do uniform tangential interfacial stresses affect adhesion?
我们提出的理论论据，线弹性和热力学的基础上，表明在滑动粘合剂接触的界面切向应力不影响在所有的系统，然后遵循经典的JKR解决方案的粘合剂行为。我们的发现解释了Vorvolakos和Chaudhury在2003年的实验观察，他们发现PDMS球的接触面积在滑动过程中保持恒定，并且与JKR解决方案一致，至少达到1 mm/s的速度，以及Carpick等人的Carpick，他观察到，在超真空（UHV）中，镀铂原子力显微镜（AFM）针尖与云母表面之间的摩擦力与Johnson-Kendall-Roberts（JKR）预测的接触面积成比例地随载荷变化。我们表明，减少的接触面积，实验观察到在较高的滑动速度，可以引起的粘合剂粘结的密度的减少，作为速度的增加，或引起的排斥能量项与应力的空间波动在界面处。这可以解释为什么在相对大的滑动速度下粘附被完全掩盖。此版本的文件遵循勘误表的出版：Nicola Menga，Giuseppe Carbone，Daniele Dini：勘误表“均匀的切向界面应力是否会增强粘附力？“[Journal of the Mechanics and Physics of Solids 112（2018）145--156]，Journal of the Mechanics and Physics of Solids，133，103744，https：//doi.org/10.1016/…
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rough contact mechanics for graded bulk rheology: The role of small-scale wavelengths on rubber friction
我们提出了一个数值模型的预测的粗糙的接触力学的粘弹性块，与梯度流变学，在稳定的滑动接触随机粗糙的刚性表面。特别是，我们推导出有效的表面响应的逐步或连续分级块在傅立叶域，然后嵌入在基于傅立叶残差分子动力学制剂的接触力学。最后，我们讨论了小尺度波长对橡胶摩擦和接触面积的作用，我们表明，粗糙的接触力学表现出有效的界面特性，收敛到渐近线时，小尺度粗糙度含量的增加，当一个现实的流变学的限制被考虑在内。
2015-10-13 cond-mat.soft
Flow Structure near Three Phase Contact Line of Low-Contact-Angle Evaporating Droplets
本文结合数学建模、microPIV和红外热成像，揭示了蒸发液滴三相接触线附近毛细流动与Marangoni流动的竞争机制，量化了两者的时空变化，为解释沉积图案和复杂液体系统分析提供理论基准。
2024-01-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Interfacial metric mechanics: stitching patterns of shape change in active sheets
一个平面的片被编程为一个自发形状变化的平面图案，将变形为一个弯曲的表面。这样的度量力学在生长的生物片层中可见，并且可以在致动软物质片层（诸如相变液晶弹性体（LCE）、溶胀凝胶和膨胀气压模型）中被工程化。在这里，我们展示了如何将多个图案在一张纸上拼接在一起的不同形状的变化沿接口分段区域。这种方法允许使用简单的图案作为构建块，并实现多材料或有源/无源片材的设计。我们给出了一个接口的几何兼容的一般条件，并探讨其后果LCE/LCE，凝胶/凝胶，和主动/被动接口。在收缩/伸长系统，如LCE，我们发现一个无限的兼容接口之间的任何一对模式的度量是不连续的，和一个有限的数量跨越度量是连续的。作为一个例子，我们发现所有可能的接口对LCE对数螺旋图案之间。相比之下，在各向同性系统，如溶胀凝胶，只有有限数量的连续界面是可用的，大大限制了缝合的潜力。在连续和不连续的情况下，我们发现缝合接口一般进行奇异高斯曲率，导致内在弯曲的驱动表面的折叠。我们给出了这个曲率的分布的一般表达式，和一个更专门的形式LCE模式的接口。因此，界面本身也具有丰富的几何和机械特性。
2022-06-30 cond-mat.soft
A multiscale Molecular Dynamics approach to Contact Mechanics
弹性体之间的摩擦力和粘附力受接触表面粗糙度的强烈影响。在这里，我们开发了接触力学的多尺度分子动力学方法，当表面在许多不同的长度尺度上具有粗糙度时，也可以使用该方法，例如，自仿射分形曲面。作为一个例子，我们考虑了随机粗糙表面之间的接触，并表明，接触面积线性变化的负载小。我们还分析了接触形态和压力分布在不同的放大倍数，无论有没有粘附。计算结果与基于连续介质力学的分析接触力学模型进行了比较。
2006-01-05 cond-mat.soft
Mechanical and thermodynamic routes to the liquid-liquid interfacial tension and mixing free energy by molecular dynamics
Osaka University（大阪大学）；Tohoku University（东北大学）；Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Brunel University London（伦敦布鲁内尔大学）；Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；Tokyo University of Science（东京科学大学）
本研究通过分子动力学方法探讨了液-液界面张力与混合自由能的关系，采用机械和热力学方法分析了不同混溶性下的界面行为。
2024-09-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
Role of Nanoscale Interfacial Proximity in Contact Freezing in Water
接触冻结是大气冰成核的一种模式，其中干冰成核颗粒（INP）与水滴之间的碰撞导致显著更快的异相成核。然而，这种增强的分子机制仍然是一个谜。虽然早期的研究将其归因于碰撞引起的瞬态扰动，但最近的实验指出了INP和自由界面的纳米级接近的关键作用。通过模拟两个模型的水状四面体液体的INP支持的纳米膜内的冰的异质成核，我们表明，这种纳米级的接近是足够的诱导速率增加与接触冷冻实验中观察到的那些相称，但只有当自由界面有一个趋势，以提高均匀的成核。水被怀疑具有后一种性质，称为表面冻结倾向。因此，我们的研究结果建立了接触成核过程中表面冻结倾向和动力学增强之间的联系。我们还观察到，更快的成核通过一种机制进行明显不同于经典的异质成核，涉及沙漏形晶核的形成，构思在任何一个接口，并具有较低的自由能的形成，由于纳米级接近的接口和调制的自由界面结构的INP。除了提供有价值的见解接触成核的物理，我们的研究结果可以帮助提高实验中的异质成核率测量的准确性，并在推进我们的理解冰成核不均匀的表面，如有机，聚合物和生物材料。
2021-01-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.ao-ph
Influence of frozen capillary waves on contact mechanics
液体的自由表面表现出热激发（毛细）表面波。我们表明，当玻璃质材料冷却到低于玻璃化转变温度时，由毛细波引起的表面粗糙度对固体之间的接触力学有很大的影响。这个理论为令人困惑的实验结果提供了新的解释[L. Bureau，T. Baumberger和C. Caroli，arXiv：cond-mat/0510232]关于摩擦剪切应力对玻璃状聚合物透镜与平坦基底之间接触的载荷的依赖性。它也支持最近发展的接触力学理论。
2005-12-23 cond-mat.soft
The paradox of contact angle selection on stretched soft solids
软弹性网络的界面力学在生物学和技术领域中起着核心作用。然而，固体毛细作用的影响仍然存在争议，主要是由于应变依赖的表面能。本文从变分原理导出了弹性表面上液滴接触角的选择方程。据发现，基板的弹性施加一个非平凡的条件，涉及钉扎，滞后和接触线的流动性，所谓的Shuttleworth效应。我们通过实验验证了我们的理论的硅凝胶上的液滴，揭示了增强的接触线迁移率时，拉伸基板。
2018-03-12 cond-mat.soft
Viscoelastic contact mechanics between randomly rough surfaces
我们提出了精确的数值计算结果的摩擦力和接触面积的粘弹性固体（橡胶）在滑动接触硬，随机粗糙基板。粗糙表面是自仿射分形的，其粗糙度在几十年的长度尺度上。我们计算的贡献，从脉动变形引起的基板粗糙度的摩擦。我们还计算了实际接触面积，$A(v,p) $，取决于滑动速度$v$和标称接触压力$p$，我们展示了如何接触面积为任何滑动速度可以从一个通用的主曲线$A(p)$。数值计算结果与分析接触力学理论的预测吻合良好。
2014-06-27 cond-mat.soft
General contact mechanics theory for randomly rough surfaces with application to rubber friction
我们推广的接触力学和橡胶摩擦理论的情况下，两个表面都有表面粗糙度。固体可以是刚性的、弹性的或粘弹性的，并且可以是均匀的或分层的。我们计算的接触面积，粘弹性贡献的摩擦力，和平均界面分离的滑动速度和名义接触压力的函数。我们说明了理论与数值结果的橡胶块在路面上滑动。我们发现，随着滑动速度的增加，橡胶块上的粗糙度的影响减少，并在轮胎动力学涉及的典型滑动速度，它可以忽略不计。
2015-06-23 cond-mat.soft
Emergent epithelial elasticity governed by interfacial surface mechanics and substrate interaction
本文推导了上皮组织的弹性理论，揭示了界面张力与基底作用主导的弹性失稳及褶皱行为，并解释了经典理论无法说明的厚度调制相位反转现象。
2025-04-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Stochastic process model of rough surface contact
School of Mechanical Engineering, Hefei University of Technology（合肥工业大学机械工程学院）；Department of Civil Engineering, Yangzhou University（扬州大学土木工程学院）
介绍粗糙表面接触的佩尔松随机过程模型，讨论其纯法向弹性接触理论，包括用偏微分方程求解相关概率密度，还提及在其他摩擦学领域的应用及未来研究建议，助力该理论发展。
2026-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Lennard-Jones systems near solid walls: Computing interfacial free energies from molecular simulation methods
采用不同的计算技术结合分子动力学计算机模拟，确定了一个改进的Lennard-Jones（LJ）体系与固壁接触时的壁-液和壁-晶界面自由能。两种不同类型的固体壁被认为是：一个平坦的无结构的壁和结构化的壁组成的理想晶体的颗粒刚性连接到面心立方晶格网站。界面自由能由热力学积分方案、压力张量的各向异性、基于Bennett验收准则的非平衡功方法和基于吉布斯界面热力学的使用卡恩吸附方程的方法确定。对于平壁，界面自由能作为不同密度的LJ液体的函数和作为温度的函数沿共存曲线计算。在结构化壁的情况下，壁与LJ系统之间的相互作用强度以及结构化壁的晶格常数是变化的。使用的值的壁-液体和壁-晶体的界面能，以及先前确定的晶体-液体的界面自由能的值为同一系统的“劈裂电位法”，我们得到的接触角作为各种参数的函数，特别是条件下发现发生部分润湿。
2013-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Random Motion with Interfacial Contact: Driven Diffusion vis-a-vis Mechanical Activation
小球在固体支撑物上的滚动受非线性摩擦力控制，这类似于库伦干摩擦力。当外场弱于摩擦阻力时，不发生运动。然而，在外部噪声的干预下，出现类似粘性摩擦的性质;因此，球体以与所施加的场成比例的均匀漂移速度滚动。当球体滚动时，它向前和向后摇摆，导致与净漂移相反的位移的大幅波动。负功涨落与正功涨落的积分概率之比随观测时间单调减小，由此可以估计类似温度的强度参数。该参数符合几乎线性增加的扩散率和迁移率的爱因斯坦比率，即使扩散率随着噪声的强度超线性地增加。介绍了一种新的障碍物穿越实验，该实验可以用硬球（例如钢球）或软球（例如水滴）与周期性起伏的基底接触来进行。势垒跨越的频率遵循经典的过渡态方程，从而可以直接估计有效温度。这些实验以及某些数值模拟表明，由非线性摩擦控制的系统的有效温度可能不具有唯一值。
2012-03-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Field-theoretical approach to estimate mean gap and gap distribution in randomly rough surface contact mechanics
Yangzhou University（扬州大学）；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）
本文提出了一种场论方法，用于估算随机粗糙表面接触中的平均间隙和间隙分布，通过二阶累积展开推导出平均间隙与法向压力的解析关系，并通过模拟验证了该方法的准确性。
2026-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiphysics model of chemical aging in frictional contacts
在多个实验中已经报道了由于界面化学键合，在两种固体的静止接触期间静摩擦的增加。然而，这种摩擦老化的物理基础仍然没有完全理解，因为它涉及相互耦合的多种物理和化学效应，使得直接解释实验结果变得困难。在这里，我们开发了一个多物理化学老化模型，结合接触力学，机械化学，和界面化学反应动力学。我们的模型预测，老化是成比例的正常负荷在低负荷政权，并成为非线性在较高的负荷。我们还发现了一个非单调的温度依赖性的老化峰值附近的室温。此外，我们的模拟提供了对整体老化的特定物理/化学效应的贡献的见解。我们的模型与二氧化硅-二氧化硅界面上的单粗糙实验定量一致，并且它为构建具有任意类型的物理和化学效应的其他材料系统的化学老化模型提供了框架。
2018-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of Capillary Tension and Interfacial Dynamics of Motility-Induced Phases
本研究从打破时间反演对称性的微观粒子动力学出发，推导共存运动诱导相的界面动力学，识别非热能标与非平衡表面张力，揭示其与机械表面张力的差异及线性关系，为远离平衡界面的描述提供新视角。
2024-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wettability from Diffusion: A Universal Molecular Scaling Law
本文推导出将水接触角与界面分子横向扩散联系的解析关系，并通过分子动力学模拟验证，提出一种无需液滴几何或自由能采样的普适润湿性评估方法，适用于反应性、缺陷或受限环境。
2025-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The influence of water interfacial potentials on ion hydration free energies and density profiles near the surface
在水的液体-蒸汽界面的表面或接触电位进行了讨论的绝对离子水合自由能和界面附近的离子分布的测定。结果表明，而不是表面电位本身，净静电势在中心的不带电的溶质可以帮助有关的差异之间的表格的水合自由能和解释不同的经典和量子表面电位估计。量子力学的结果是一致的结论，从经典的模拟，有一个净驱动力，提高阴离子密度在表面相对于阳离子。
2012-09-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Early bloodmaterial interfacial events and capillary transport on nanoparticle modified nanofibers
Aix Marseille Univ, CNRS, LP3（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，粒子与系统实验室）；CIRIMAT, Université de Toulouse/INP/CNRS（Toulouse 大学/国立高等理工学院，法国国家科学研究中心，材料化学研究与应用中心）；Aix Marseille Univ, CNRS, CINaM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，纳米材料化学中心）；IBMM, Université de Montpellier, CNRS, ENSCM（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心，国立高等化学学院，分子科学研究所）
研究通过在纳米纤维表面修饰氧化壳硅纳米颗粒，提升其血液接触性能，实现毛细血管运输的高效润湿与相分离。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Revisiting fluid-wall interfacial tension
本文通过两种独立方法（界面分布不变性和外部势场极限）推导流体-壁面界面张力，无需确定分界面位置，两种方法结果一致，证明该张力可明确量化。
2023-12-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Smectite phase separation is driven by emergent interfacial dynamics
蒙皂石粘土矿物对富含粘土的介质对常见刺激的响应具有巨大的影响，例如水吸胀和离子交换，从而激发了广泛的努力来理解这些过程导致的微观行为，例如溶胀和剥离。尽管如此，有没有普遍的共识的微观力量，管理蒙皂石的性能，这是模型系统更普遍地了解胶体和界面现象。我们发现，复杂的自由能表面所产生的相互作用的至少四个分子间力和它们的非线性耦合，控制局部粒子-粒子相互作用导致动态的，不稳定的平衡不同的阶段之间。弯曲或相互作用的界面之间的渗透梯度引起的机械不平衡通过由热波动维持的雪崩转变驱动致密相和稀相之间的层和离子的动态交换。我们认为，蒙皂石矿物，所产生的水，离子和矿物的流动性大不相同，显示令人惊讶的界面动力学，使他们从根本上不同于非粘土矿物，因为他们的结构很容易扰动远离同时化学和机械平衡。
2022-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
