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
Adhesion Induced Instabilities and Pattern Formation in Thin Films of Elastomers and Gels
流体静力学应力的软弹性膜通过经历形态不稳定性来规避所施加的约束，形态不稳定性的波长由膜的表面和弹性应变能的最小化决定。虽然对于单个膜，波长完全取决于其厚度，但协同能量最小化指示波长取决于两个接触膜的弹性模量和厚度。如果膜的表面张力与其弹性相比具有显著的影响，则波长还可以取决于膜的材料性质。当这样的限制膜受到一个不断增加的正常位移，形态图案演变成裂纹，这反过来又决定了粘接断裂行为的界面。虽然，在一般情况下，厚度提供了相关的长度尺度的基础上的著名的格里菲斯-肯德尔标准的剥离的刚性盘从一个有限的膜，它是修改非平凡的弹性毛细管数的超软膜。取决于限制的程度和外部应力的空间分布，液体系统中的正则不稳定模式的各种类似物也可以用薄的限制弹性膜再现。
2015-08-05 cond-mat.soft
Topology control of human cells monolayer by liquid crystal elastomer
活组织中的生物细胞形成具有局部取向有序性和拓扑缺陷的动态图案。在这里，我们展示了一种方法来生产细胞单层与预先设计的取向模式，使用人皮肤成纤维细胞（HDF）放置在光取向的液晶弹性体（LCE）。细胞的排列是由与水性细胞生长培养基接触的基底的各向异性溶胀引起的。在LCE中预先设计的图案引起细胞表型的强烈空间变化（由形状变化证明）、它们的表面密度和数量密度波动。与负强度缺陷相比，正强度缺陷的核心附近的细胞浓度显著更高。活性物质固有的缺陷对的解结合被各向异性表面锚定抑制。阵列的几何形状允许人们估计组织的弹性和表面锚定特性。所展示的模式化LCE方法可用于控制活组织中细胞的集体行为、细胞分化和组织形态发生。
2020-03-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
On curing silicone elastomers with a plasticising solvent
人们对生产具有类似于内部器官的机械行为的材料越来越感兴趣。人造组织在正常使用过程中可能会经历几种类型的压缩和剪切变形。因此，研究这些类型的材料的机械建模，这些材料的行为类似于生物组织，或可用于制造植入物，对于了解它们在受到不同类型的应力时的可用性和性能非常重要。在这里，我们研究了增塑硅橡胶弹性体的行为，并对组织行为建模的可行性进行了评论。我们对在交联阶段用（增塑剂）硅油稀释的硅弹性体制成的样品进行压缩测试。我们表明，材料的改性大致遵循一个简单的混合物定律。此外，我们使用具有特定周期性结构的样本，该结构在压缩下具有整齐分离的行为状态，其中它首先向外延伸，然后经历内部屈曲。在材料行为方面，这导致两个整齐分开的状态，其中变形在第一状态中在整个长度上平均，并且在后一状态中高度局部化。这使我们能够解开两种类型的变形（相同材料的简单压缩和剪切），并研究重新交联后材料的恢复（如果有的话）如何影响其弹性特性。
2017-12-27 cond-mat.soft physics.app-ph
Coexistence of Scale-Invariant States in Incompressible Elastomers
软弹性体的气穴和硫化是逃避线性化检测的无阈值、非线性不稳定性的两个例子。我表明，这种不稳定性的发病可以被理解为一种多个尺度不变的状态之间的相位共存，我建设性地列举了可能的尺度不变的不可压缩橡胶在两个维度上的状态。虽然真实的相（如橡胶的仿射变形）是均匀的，但替代物是不均匀的。从固体热力学的角度来看，这两类状态一般都必须同等地加以考虑。
2013-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Compression Instabilities of Tissues with Localized Strain Softening
受马凡氏综合征影响的生物软组织的应力-应变关系被认为是非凸的。更具体地说，Haughton和Merodio最近提出了导致局部应变软化的应变-能量密度，以模拟这些各向同性不可压缩组织的不寻常的机械行为。在这里，我们调查这种选择的应变能如何影响一些不稳定性研究的结果，如那些关注的压缩的无限和半无限的固体，平板，和圆柱体，或与弯曲的块，并绘制与已知的结果建立以前的情况下，一个经典的新胡克固体的比较。我们发现，局部应变软化效应导致早期的不稳定性，只有当不稳定性发生在严重的压缩比的新胡克固体，是散装，表面和弯曲不稳定性的情况下。
2013-02-04 cond-mat.soft
The metric description of viscoelasticity and instabilities in viscoelastic solids
许多人造和天然存在的材料形成粘弹性固体。越来越多地使用生物启发的弹性体材料和极端的机械响应，这些弹性体提供驱动需要更好的，更直观的和定量的理解这样的连续体的机械响应。这在确定粘弹性结构随时间的稳定性时特别重要，在这种情况下，代替鲁棒规则，我们通常必须诉诸模拟。在这项工作中，我们提出了一个度量描述粘弹性的连续体的特点是时间演变的参考长度量化的休息参考度量。这个休息参考度量作为一个状态变量描述的结果在系统中的粘弹性流，并允许我们提供强大的要求关于不可压缩的各向同性粘弹性介质的稳定性。我们证明了这些索赔的一个简单的三个标准的线性固体弹簧阻尼器组件的预测规则，可以通过明确的计算进行验证，并显示与最近的实验在粘弹性硅橡胶壳，显示延迟稳定性损失的定量协议。
2018-06-04 cond-mat.soft
Actomyosin pulsation and symmetry breaking flows in a confined active elastomer subject to affine and nonaffine deformations
在不同的发育背景下，组织重塑需要细胞形状的变化，已与肌动球蛋白细胞骨架的脉动和流动。在这里，我们描述的动态肌动球蛋白细胞骨架作为一个有限的活性弹性体嵌入在胞质溶胶和营业额的组成部分。在仿射变形（均匀变形在空间粗粒度尺度），主动弹性体表现出自发振荡，传播波，收缩崩溃和时空混沌。集体的非线性动力学显示的肌动球蛋白密集的区域，超过一个阈值，自发地移动作为一个空间局部化的旅行前朝向边界之一的成核，生长和合并。然而，大肌球蛋白诱导的收缩应力，可导致非仿射变形由于肌动蛋白营业额。这导致了一个短暂的肌动蛋白网络，它自然地容纳了肌动球蛋白致密区域的内部网络流动，这是细丝解绑和重新绑定的结果。我们的工作表明，自发运动的驱动力来自肌动球蛋白致密区本身，而不是细胞边界。我们验证了我们的研究中的许多预测果蝇胚胎上皮细胞进行邻居交换过程中的集体组织扩展称为胚带扩展。
2016-05-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
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
Stable wrinkling in voltage and charge controlled dielectric membranes
具有柔性电极的薄介电弹性体在机电载荷作用下表现出各种类型的不稳定性。在Fosdick和Tang（J. Elasticity 88，255-297，2007）的基于能量的公式的指导下，在此我们提供了关于介电弹性体的稳定性的能量观点，并且我们强调了电压控制和电荷控制之间的基本能量划分。通过使用能量弛豫的概念，我们描述了新胡克理想弹性体的双稳态，我们表明，在电压控制双稳态是稳定的，只要张力延伸不等式成立，而双稳态总是稳定的电荷控制。最后，我们说明了一些例子，涉及均匀和不均匀的变形，显示的类型和层次的不稳定性发生在介电膜可以调整通过适当的选择的边界条件。
2019-08-19 cond-mat.soft
Vertex model instabilities for tissues subject to cellular activity or applied stresses
顶点模型由于其简单、通用和直接包含生物物理参数而被广泛用于描述上皮组织的动力学。在这里，它示出，相当一般地，当细胞修改它们的平衡周长，由于它们的活动，或组织受到外部应力，组织变得不稳定的变形，耦合纯剪切或偏模式，旋转和扩张模式。对于短时间，这些不稳定性使细胞变形，增加其椭圆率，而在较长时间，细胞变得非凸，表明顶点模型不再是这些条件下组织的有效描述。由于在长波长下组织的均匀化，对正六边形组织进行的分析计算与对无序组织的模拟之间的一致性是极好的。
2020-10-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
A novel buckling pattern in periodically porous elastomers with applications to elastic wave regulations
本文提出了一种新的超材料结构组成的周期性多孔弹性体与孔隙涂层。这种设计使我们能够通过无接触载荷产生有限变形。作为一个案例研究，我们施加热载荷的孔隙涂层，并进行有限元分析，探测不稳定性和相关的声子性质。事实证明，一种新的屈曲模式，保持在管状结构中的表面扭曲的性质，可以诱导下的平面应变设置，和一个更小的尺寸相比，在软多孔弹性体中的传统屈曲轮廓得到的单位细胞。特别是，这种屈曲模式是能够产生几个带隙在不同的频率范围内的宏观平均应变的增加。我们进一步引入了一个金属芯作为局部谐振器，并且更新的超材料允许低频带隙，其带隙宽度可以通过简化的理论模型来估计。由于结构中涉及更多的自由参数，我们进行了详细的参数研究，以阐明涂层和基体之间的模量比，孔隙率，核心半径，和宏观平均应变的屈曲启动和带隙的演变的影响。值得注意的是，更硬的表面涂层倾向于增强结构的稳定性，这与膜/基底双层中的现有结果相反。预计目前的研究可以揭示新的见解斑图形成和波操纵多孔弹性体。
2022-05-27 cond-mat.soft
The role of electrostriction on the stability of dielectric elastomer actuators
在软介电弹性体领域中，电致伸缩的概念表示电容率对应变的依赖性。本文旨在研究电致伸缩对均匀电致动介质弹性体致动器稳定性行为的影响。特别是，三个目标的追求和实现：i）在一般的非线性理论的电弹性现象的描述; ii）最近提出的电弹性体的分叉理论的应用，以确定其在预应力或预拉伸介质层的机电和扩散模式的不稳定性的发病的作用;（3）均匀介电弹性体中能带局部化不稳定性的分析。一个典型的软丙烯酸弹性体的结果表明，电致伸缩是负责对扩散模式不稳定性的增强，而它代表了一个重要的属性-必须考虑-为了提供一个解决方案的机电带本地化的问题，这可以被解释为一个可能的原因电击穿。最后，对机械压缩板和电激励板的屈曲应力进行了比较。
2013-10-01 cond-mat.other cond-mat.soft
Instabilities and geometry of growing tissues
我们推导出一个课程粒度，连续模型的二维顶点模型，适用于不同的底层几何形状，并允许分析，否则数值模型的分析。使用几何方法和平衡统计力学，我们计算组织内的机械和动力学不稳定性，以及它们对不同变量的依赖性，包括活动和无序。最值得注意的是，组织的响应取决于组织中存在的机械残余应力。因此，即使是自由生长的组织也可能表现出取决于食物消耗的生长不稳定性。利用这个几何模型，我们可以很容易地区分一个生长的、流动的组织的弹性和塑性。
2021-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Tailoring Mechanical and Acoustic Properties of Liquid-Filled Elastomers as Reusable Ultrasound Couplants
ESPCI Paris, Université PSL, CNRS（巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）；ID4US
本研究开发了一种可重复使用的充液弹性体超声耦合剂，通过微胶囊化二醇与三醇实现力学和声学性能独立调控，兼具皮肤级柔软度与软组织匹配的声学特性，可用于生物医学及工业领域。
2026-09-04 cond-mat.soft
Bending instabilities of soft tissues
橡胶部件和软组织在“使用中”经常会受到较大的弯曲变形。弯曲块体内表面上的圆周线元在分叉和轴向折痕出现之前可以收缩到某一临界拉伸比λ_cr。对于用于描述橡胶的几个模型，发现λ_cr = 0.56，允许44%的收缩。对于用于描述动脉的模型，令人惊讶的是，发现应变硬化效应促进了不稳定性。例如，用于70岁人的动脉的模型预测λ_cr = 0.73，仅允许27%的收缩。在猪皮上进行的拉伸实验表明，弯曲不稳定性应该发生得更早。
2013-02-21 cond-mat.soft physics.bio-ph
Giant deformations and soft-inflation in LCE balloons
我们提出，气球可以控制，丰富和放大，通过使用橡胶网络的排列分子棒被称为液晶弹性体（LCEs）。首先，LCE是有前途的人造肌肉，显示出响应于热和光的大的自发变形。在LCE球囊中，自发变形可以触发经典的气球膨胀，作为相分离（在恒定体积下）或体积跳跃（在恒定压力下），导致大大放大的致动应变。其次，即使在恒定的温度下，LCE也具有通过软变形模式增强的不寻常的力学性能，在软变形模式中，LCE导向器在弹性体内旋转。这些软模式丰富了LCE气球的力学，它也可以在旋转和未旋转状态之间“气球”，无论是在经典的不稳定性期间，还是作为一个单独的前体，导致膨胀期间的连续不稳定性。
2020-08-27 cond-mat.soft
Generic growth instabilities in one-layered tissue sheets
在一个随机的，无格子的单细胞模型，它认为是离散的细胞结构的组织，和一个粗粒度的分析方法，在一层模型组织片的生长和折叠进行了研究。通过弯曲项来考虑组织片的极性。细胞分裂产生局部增加的度量。一个指数和幂律增长制度确定。在这两种机制中，一旦弯曲贡献变得太小而不能补偿细胞增殖的不稳定效应，就会发生折叠。讨论了潜在的生物学相关性。
1999-07-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Fingering instabilities in tissue invasion: an active fluid model
转移性肿瘤通常通过形成从癌块出现的多细胞指状突起来侵入健康的邻近组织。为了理解这一现象背后的力学背景，我们在这里开发了一个自我推进的，不断生长的生物组织的极简流体模型。该理论只涉及四个力学参数，并在各种设置中保持分析跟踪。作为该模型的应用，我们研究了由我们的主动和膨胀流体制成的二维圆形液滴的演化，并嵌入被动的非生长组织中。该系统可用于模拟上皮层中癌的演变。我们发现，我们的描述可以解释的倾向，肿瘤组织的指法不稳定性，作为条件的积极牵引和生长动力学的幅度。我们还能够预测转移开始时的肿瘤大小，以及随后的侵袭性指的数量。我们的主动流体模型可能有助于描述更广泛的生物过程，包括伤口愈合和发育模式。
2018-09-17 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Mechanics of bioinspired fiber reinforced elastomers
纤维增强是软体肌肉液压调节器的关键属性，其具有承受大变形并保持其姿势的能力。螺旋缠绕纤维周围的圆柱形蠕虫身体帮助控制管的直径和长度。几何考虑表明，54.7度的纤维缠绕角（称为魔角）导致最大封闭体积。纤维缠绕对纤维增强弹性体（FRE）大变形力学性能的影响研究较少。我们制作FRE材料的横观各向同性的布局从0-90度不同，使用自定义的纤维缠绕技术，其特征在于使用单轴和等双轴实验的非线性应力-应变关系。我们使用这些数据在一个连续力学框架内，提出了一种新的不可压缩的FRE材料的本构模型与嵌入式可延伸纤维。该模型包括来自基体和纤维的单独贡献，以及应变不变量I1和I4中的耦合项。在纤维取向角接近魔角时，偏应力分量出现反转。这些结果在软机器人应用和纤维增强组织如心肌、动脉和皮肤的生物力学中是有用的。
2019-12-02 cond-mat.soft q-bio.TO
Segregation, Finite Time Elastic Singularities and Coarsening in Renewable Active Matter
本研究通过流体动力学模型揭示可再生活性肌动球蛋白弹性体中两种肌球蛋白驱动的应力图案化，发现均匀收缩态自发分离并形成有限时间奇异结构，最终导致缓慢粗化，为应力纤维形成和细胞骨架功能表型提供新见解。
2025-04-24 cond-mat.soft
Fluid-Solid Pattern Formation and Strain Localisation via Shear Banding Instability in Model Biological Tissues
Durham University（杜伦大学）
研究通过剪切带不稳定性在生物组织中实现流-固模式形成与应变局部化，揭示不同组织中应变带性质的差异。
2026-03-09 cond-mat.soft
D-band strain underestimates fibril strain for twisted collagen fibrils at low strains
胶原原纤维是承重组织如肌腱、韧带、皮肤、眼角膜和心脏的主要结构成分。胶原原纤维的D带是一种轴向周期性密度调制，可以很容易地通过组织水平的X射线散射表征。在机械测试期间，D带应变通常用作原纤维应变的代表。然而，这种方法忽略了应变和分子倾斜之间的耦合。我们研究这种近似的有效性，使用弹性胶原纤维模型，包括D-波段和分子倾斜场。在低应变制度，我们表明，D带应变大大低估了纤维应变强烈扭曲的胶原纤维-如皮肤或角膜组织的原纤维。
2021-08-03 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mechanics of invagination and folding: hybridized instabilities when one soft tissue grows on another
我们通过一个基本模型，该模型由一个软增长的新胡克弹性层粘附到一个深的弹性基板的软分层固体的差异生长引起的折叠。由于层/基板的模量比是从上述统一向零变化，我们发现第一个过渡，从超临界平滑折叠，然后由尖谷直接亚临界尖折叠，然后另一个超临界尖折叠。超过阈值的高振幅折叠间距收敛到约四层厚度的许多模量比。在三维的不稳定性引起了各种各样的形态，包括几乎退化的锯齿形和三重结图案，可以共存时，层和基板具有可比的柔软度。我们的研究统一了这些结果，为生物学中发现的复杂多样的折叠形态提供了理解，包括肠绒毛的Z字形前体，以及哺乳动物皮层中的无序的折叠和三重连接。
2015-08-24 cond-mat.soft nlin.PS physics.bio-ph
Emergence of active nematics in bacterial biofilms
生长的组织和细菌菌落是活性物质系统，其中细胞分裂和细胞运动产生活性应力。虽然它们在非平衡状态下运行，但这些生物系统可以形成大规模的有序结构，如向列排列的细胞、拓扑缺陷和指状结构。机械不稳定性也发挥了重要作用，在增长过程中产生大的结构折叠。活性物质动力学和机械不稳定性如何一起在生长的组织中形成大规模的秩序还没有很好的理解。在这里，我们使用链形成枯草芽孢杆菌，也被称为生物膜，研究主动应力和生物有序之间的直接关系。我们发现，细菌生物膜具有内在的长度尺度以上的一系列机械不稳定性发生。局部应力和摩擦控制线性屈曲和边缘不稳定性。值得注意的是，这些不稳定性发展向列对齐的细胞结构，并创建对运动和静止的拓扑缺陷。我们还观察到，整个生物膜的应力分布强烈依赖于缺陷的动力学，可以进一步启动形成的孢子形成位点，通过创建三维结构。通过研究细菌生物膜的形成及其力学不稳定性，我们提出了一种新型的活性物质系统，该系统为研究向列体在生物组织生长中的重要作用提供了一个独特的平台。
2018-11-29 cond-mat.soft physics.bio-ph
Wrinkles Riding Waves in Soft Layered Materials
由于机械不稳定性而在柔软的层状材料中形成周期性褶皱在自然界中是普遍的，并且已经被提出用于多种应用中。然而，这种现象主要是在准静态环境中探索的。在这项工作中，我们测量的动态软弹性体块与硬表面膜进行高速冲击，并观察皱纹形成，并骑在波传播通过系统。我们分析了我们的测量与大变形，非线性粘超弹性有限元模拟耦合到一个分析模型。测量和模拟动力学之间的比较显示出良好的一致性，并表明惯性和粘弹性起着重要的作用。这项工作鼓励未来的软材料，包括大变形，高度非线性形态的表面不稳定性的动力学研究，并可能有应用领域，包括冲击缓解，软电子，软夹层复合材料的动力学。
2018-10-15 cond-mat.soft
Evaluating fracture energy predictions using phase-field and gradient-enhanced damage models for elastomers
本研究比较相场法与梯度增强损伤模型在弹性体断裂中的能量释放率预测，发现相场法需人工粘性且结果非单调，而新提出的拉伸基GED模型可将能量释放率作为输出，便于率相关响应研究。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tension-Induced Soft Stress and Viscoelastic Bending in Liquid Crystal Elastomers for Enhanced Energy Dissipation
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Colorado, Denver（科罗拉多大学丹佛分校）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
本研究通过结合张力诱导的软应力与粘弹性弯曲，优化了液晶弹性体结构以增强能量耗散能力。
2025-08-14 cond-mat.soft physics.app-ph
Surface instability of sheared soft tissues
当由弹性体制成的块受到大的剪切时，其表面保持平坦。当一块生物软组织受到大的剪切时，它在剪切平面内的表面很可能会弯曲（出现皱纹）。将软组织与橡胶状固体区分开来的一个因素是定向胶原纤维束的存在（有时肉眼可见），其比它们嵌入其中的弹性蛋白基质更硬，但仍然是柔性和可延伸的。在这里，我们表明，各向同性非线性弹性的最简单的模型，即不可压缩的neo-Hookean模型，遭受表面不稳定的剪切只有在巨大的剪切量，即，高于3.09，这对应于72度的剪切角。接下来，我们将一个家庭的平行纤维的模型，并表明所得到的固体可以加强或强烈削弱相对于表面的不稳定性，这取决于纤维之间的角度和剪切方向，并取决于纤维的刚度和矩阵之间的比例E/mu。对于这个比例，我们使用与软组织实验数据相一致的值。广义上说，我们发现，表面变得迅速不稳定时，剪切发生“反对”的纤维，并作为E/μ增加，所以没有部门的角度，预计将发生早期不稳定。
2008-12-06 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Electroactive differential growth and delayed instability in accelerated healing tissues
本研究构建非线性电弹性模型，探讨电场对组织差异性生长与不稳定性的影响，发现电压刺激与电弹性耦合可促进组织各向同性生长，且中低应变下的应变硬化效应能显著延迟生长不稳定性。
2025-04-29 cond-mat.soft
Supersonic shear wave imaging in stretched soft strips: modeling for quantitative elastography
本研究针对剪切波弹性成像在粘弹性、导波和静态变形下的局限，提出一种结合超音速扫描与理论模型的方法，可同时表征软组织的粘弹性和超弹性，实现细长组织的定量弹性成像。
2023-12-22 cond-mat.soft physics.med-ph
Stacked Rayleigh-Taylor instabilities grow drops into soft stalactite-like structures
本文研究液态弹性体薄膜在凝固过程中的瑞利-泰勒不稳定性，通过迭代涂覆-流动-固化过程生成类似冰柱的柔性结构（flexicles），并分析其形成机制与结构特性。
2024-03-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Corners in soft solids behave as defects in crystals
物质的所有相态，固体，液体或气体，与它们的体积相比，在它们与其他材料的界面处呈现出一些多余的能量。这种多余的能量，被称为表面能，是物质的基本属性，几乎涉及科学中所有的界面问题，从气泡、晶体和生物细胞的形状到一些昆虫在水上的微妙运动或红细胞的颤动。由于固体的高内聚内能，固体的表面能与流体的表面能基本不同，并取决于固体的变形。这种效应被称为Shuttleworth效应，在金属中得到了很好的证实，但在玻璃、弹性体或生物组织等非晶材料中却备受争议，最近的实验结果得出了与其存在完全相反的结论。使用的分析结果和数值模拟相结合，我们表明，在本文中，这些看似相反的结果可以调和，由于存在的模拟Peach-Koehler力作用于elastocapillary脊，并得出结论：i）有没有大的Shuttleworth效应在软弹性体和ii）的Neumann建设不举行弹性体。
2018-06-20 cond-mat.soft physics.class-ph
Shape Programming in Entropic Tissues
本研究以上皮形态发生为背景，提出定向主动细胞T1重排可实现组织形状编程，通过自由边界顶点模型测定相关参数，并发现主动T1组织与中心极限定理、熵弹簧物理学的关联。
2023-07-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Morphological instabilities of stratified epithelia: a mechanical instability in tumour formation
复层上皮与其支持间质之间的界面通常呈现不规则形状。起伏在发育不良组织中特别明显，并且通常在癌中演变成长的指状突起。在先前的工作（Basan等人，物理修订信函106，158101（2011）），我们证明了由上皮细胞更新引起的恒定流动引起的粘性剪切应力引起的不稳定性可以驱动这种现象。虽然两种组织之间的界面张力以及基质的机械阻力倾向于保持平坦的界面，但是对于足够大的粘度、细胞分裂速率和上皮中分裂区域的厚度，会发生不稳定性。在这里，这项工作的扩展，上皮细胞分裂耦合到局部浓度的营养物质或生长因子从基质扩散。这通过类似于晶体生长的单扩散过程中的Mullins-Sekerka不稳定性的机制增强了不稳定性。此外，我们提出的粘弹性基质的广义情况下的不稳定性。
2013-06-24 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Exactly isochoric deformations of soft solids
当代感兴趣的许多材料，例如凝胶、生物组织和弹性体，容易变形但基本上不可压缩。传统的线性弹性理论实现的不可压缩性只有一阶，因此允许一些体积变化，这变得有问题的大，即使在非常小的应变。使用混合坐标变换最初由于高斯，我们严格执行约束的等容变形完全开发一个线性理论与完美的体积守恒，保持有效，直到应变成为几何大。我们证明了这种方法的实用性，通过计算一个无限软等容固体的点力，导致非线性推广的开尔文解决方案的响应。我们的方法自然地概括到一系列问题，涉及变形的软固体和接口在2维和轴对称的几何形状，我们通过确定的解决方案，模仿肌肉收缩内的大部分软固体的分布负载。
2014-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Torque-induced reorientation in active fibre-reinforced materials
我们介绍了一个连续模型的纤维增强材料中的参考取向的纤维可能会随着时间的推移，在外部刺激的影响下。该模型是制定在大应变超弹性的框架和运动学的连续描述的位置矢量和重塑张量，在本上下文中，是一个正交张量代表的纤维重定向过程。通过对本构方程施加适当的几何约束，得到了由Eshelby矩控制的重塑张量的演化方程，并在不存在任何外源项的情况下研究了其定态解.它示出的纤维重新定向自己的配置，最大限度地减少了弹性能量，并得到沿一个方向，可能是或可能不是主应变对齐。应变能量密度的Hessian的显式分析允许我们区分定态解，哪些是稳定的。被动重定向过程驱动的应用应变或外部边界牵引的例子。%的应用所提出的理论，生物组织，植入物或磁电活性弹性体的预见。
2018-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Viscous Dissipation Governs Bubble Morphology and Failure in Soft Matter
Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学研究所）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度技术学院古瓦哈提分校）
本研究通过实验、修正瑞利-普莱塞特模型和有限元模拟，揭示黏性耗散抑制气泡形状不稳定性并延迟对称性破缺，从而稳定气泡形态并影响软材料失效，为组织损伤和超声治疗提供新见解。
2026-09-24 cond-mat.soft physics.app-ph
Elasticity-Controlled Jamming Criticality in Soft Composite Solids
本文研究高填充软复合材料在颗粒体积分数升高时的力学预测难题，提出由基质与颗粒弹性控制的剪切 jam 塞临界标度框架，解释应变硬化并提供通过调控内含物 jam 塞特性设计材料的新范式。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
