Bubbles in sheared two-dimensional foams
对二维单分散液体泡沫进行了振荡剪切实验。我们表明，振荡剪切的效果是导致气泡的迁移，其尺寸大于泡沫的典型气泡的尺寸。这些所谓的缺陷以非随机运动的方式朝向泡沫的外围移动，从而在系统中实现尺寸分离，该系统通过构造重力不敏感。我们还表明，在泡沫中的细长空腔可以放松对一个更各向同性的形式与振荡剪切，我们讨论了这种放松的相关参数。
2005-02-18 cond-mat.soft
Affine and non-affine motions in sheared polydisperse jammed emulsions
我们研究了液滴体积分数≥ 0.65的致密和高度多分散的乳液。我们应用振荡剪切和观察液滴运动，使用共聚焦显微镜。尺寸是平均尺寸几倍的液滴的存在显著改变了较小液滴的运动。仿射和非仿射液滴运动都被观察到，更非仿射的运动表现出由较小的液滴被推来推去的较大的液滴。液滴运动相关的长度尺度从1到4倍的平均液滴直径，较大的长度尺度对应于较高的应变幅度（高达约6%的应变）。
2014-08-23 cond-mat.soft
Coupled elasticity in soft solid foams
软材料的弹性会受到气泡存在的极大影响。从聚合物凝胶到浓缩乳液和胶体悬浮液，这种毛细管效应被广泛应用于各种材料。虽然实验结果和理论存在用于描述泡沫材料的弹性毛细行为（即具有中等气体体积分数），泡沫系统仍然需要专门的研究，以增加我们对充气材料在整个气体体积分数范围内的弹性的理解。在这里，我们阐述了控制良好的泡沫与浓缩的乳液，我们测量其剪切弹性模量作为一个功能的气体分数，气泡的大小和弹性模量的乳液。这种复杂的泡沫具有气泡组件和间隙基质的弹性特征。此外，它们的弹性模量示出由两个参数，即气体体积分数和弹性毛细数，定义为与气泡毛细压力的乳液模量的比率。我们连接我们的泡沫与现有的数据泡系统的结果，我们提供了一个一般的看法，在软弹性介质中的气泡的效果。最后，我们建议，我们的研究结果可能是有用的，用于估计的剪切模量的水性泡沫和乳液的多峰尺寸分布。
2017-04-10 cond-mat.soft
Theoretical model of viscous friction inside steadily sheared foams and concentrated emulsions
在最近的一封信中（Denkov等人，物理学评论快报，Vol.100（2008）p.138301），我们从瞬时平面膜内部耗散的能量理论上计算了稳定剪切的泡沫/乳液的宏观粘性应力，所述瞬时平面膜形成于剪切流中的相邻气泡/液滴之间。该模型预测，这些系统中的粘性应力应与Ca ^1/2成正比，其中Ca是毛细管数，n = 1/2是幂律指数。在目前的文件中，我们详细解释我们的模型，并进一步发展它在几个方面：首先，我们扩展了模型，以考虑粘性摩擦的影响，在弯曲的弯月面区域，周围的平面膜，膜形成的动力学和总的粘性应力。其次，我们考虑表面力（静电，范德华力等）的影响。作用在相邻气泡/液滴的表面之间，并表明这些力在乳液中可能是重要的，因为乳液膜的厚度相对较小（通常与表面力的作用范围相当）。第三，额外考虑的气泡/液滴表现出高的表面粘度，我们证明了一个额外的贡献，宏观粘性应力，所产生的表面耗散的能量。新的升级模型预测，在气泡/液滴表面的能量耗散导致幂律指数n < 1/2，而表面力的贡献导致n > 1/2，这解释了稳定剪切下观察到的泡沫/乳液行为的丰富多样性。各种泡沫和乳液的模型预测和实验结果之间的比较，发现一个很好的协议。
2008-05-28 cond-mat.soft
Single bubble and drop techniques for characterizing foams and emulsions
泡沫和乳液的物理特性传统上是使用散装泡沫/乳液测试和单膜平台（如Scheludko电池）进行研究的。最近，人们对第三类技术重新产生了兴趣，我们称之为单气泡/液滴试验，它采用孤立的整个气泡和液滴来探测泡沫和乳液的特性。单气泡和液滴技术为研究泡沫和乳液的许多重要特性提供了一个方便的框架，包括流变学、稳定机制和破裂动力学。在这篇综述中，我们提供了一个全面的讨论的各种单一的气泡/液滴平台和相关的实验测量协议，包括建设的聚结时间分布，可视化的薄膜档案和表征的界面流变性能。随后，我们总结了泡沫和乳液科学的最新进展，重点是通过单泡/滴技术获得的结果。最后，我们提出的重要场所，为未来的研究审查。
2020-08-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surface phase transitions in foams and emulsions
表面活性剂吸附层中的表面相变已知会影响泡沫的动力学性质并诱导冷冻乳液滴中的表面成核。最近，这些转变被发现在其他几种现象中发挥作用，为控制泡沫和乳液性能提供了新的机会。本文对该领域的新兴机会进行了简要展望。强调三个主题：（1）表面活性剂混合物在泡沫中气泡表面诱导相变的用途;（2）天然表面活性剂皂苷的特殊性质，其形成极端粘弹性的表面层;和（3）乳液中的主要现象，其中表面相变是重要的。综述文献的总体结论是，表面相变可用作控制许多泡沫和乳液性质的有力工具，但我们需要更深入地了解潜在的现象，以充分探索这些机会。
2019-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Osmotic Stabilisation of Concentrated Emulsions and Foams
在没有聚结的情况下，乳液（和泡沫）的粗化由液滴/气泡之间的分散相的分子扩散控制。对稀乳状液的研究表明，液滴中被捕获物质的渗透压如何能使乳状液“渗透稳定”。Webster和Cates（Langmuir，1998，14，2068-2079）给出了在稀释状态下单分散和多分散乳液的渗透稳定的严格标准。我们认为在这里是否存在类似的标准，单分散和多分散的浓缩乳液和泡沫的渗透稳定，并建议驱动粗化的压力差是小的平均拉普拉斯压力相比。一个精确的计算证实了这一点，对于一个单分散的二维模型，发现一个气泡的压力为P_i = P + Pi + P_i^G，其中P，Pi是大气压力和渗透压，P_i^G是一个“几何压力”，它只对一个球形气泡减少到拉普拉斯压力。对于二维乳状液模型，干限下的P_i^G仅比稀限下的P_i^G大5%。我们的结论是，致密系统的渗透稳定通常需要在每个液滴中的被困分子的压力，这是相当的拉普拉斯压力相同的液滴，如果球形，而不是更大的拉普拉斯压力存在于系统中。我们研究粗化的泡沫和浓缩乳液时，有不足的被困物种存在。速率限制机制被认为是，其适用性和相关的液滴生长速率进行了讨论。在浓缩泡沫或乳液中，液滴重排的有限屈服阈值可能足以防止剩余物的粗化。
2001-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonlinear Stress Fluctuation Dynamics of Sheared Disordered Wet Foam
剪切的湿泡沫在气泡变形中储存弹性能，通过气泡重排来释放应力。泡沫中气泡重排的不稳定性导致应力的有效随机下降，随后是弹性增加的时期。我们研究了超过三十年的应变率和近二十年的系统尺寸高度无序泡沫的全球特性。我们使用一系列的措施：平均应力，应力下降的分布，应力下降率，和归一化的波动强度的行为特征。基本上不依赖于系统大小。作为应变速率的函数，在$0.07 {\rm s^{-1}}$的剪切速率附近存在行为变化。
2003-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Jamming Perspective on Wet Foams
泡沫、乳液、胶体悬浮液和颗粒状介质等各种无定形材料可{ \em堵塞}成刚性、无序状态，其中它们在屈服之前承受有限的剪切应力。干扰过渡已被广泛研究，特别是在无摩擦，软，纯排斥球的计算机模拟。泡沫和乳液是最接近该模型的实现，并且在泡沫中，（非）堵塞点对应于湿限，其中气泡变成球形并且刚好形成接触。在这里，我们勾勒的相关性的堵塞的角度来看，泡沫的几何形状和流动-也讨论了泡沫的研究可能对理论研究堵塞的影响。我们首先简要回顾了这些系统中的无序的关键作用的见解，最终在故障的仿射假设，基础上丰富的力学附近的干扰。其次，我们讨论了如何关键的理论预测，如平方根缩放的接触数与包装分数，和非平凡的作用的混乱和波动的流动已经观察到在实验中的二维泡沫。第三，我们讨论了一个缩放模型的流变性的无序介质，似乎捕捉泡沫，乳液和软胶体悬浮液的流动的关键特征。最后，我们讨论如何最好地面对这个模型的预测与实验数据。
2011-10-05 cond-mat.soft
Statistics of microscopic yielding in sheared aqueous foams
我们详细的统计分布的剪切二维泡沫中的气泡重排。这种重排，称为T1事件，是至关重要的机制，导致流动通过微观机械屈服。我们发现，在一个恒定的剪切速率，T1事件的发生率显示只有很小的波动。然而，可以看出，该速率随着构成泡沫的气泡的初始构型的变化而显著变化。此外，我们详细的T1事件的空间和取向分布，并将它们与大部分材料中的应力分布。一些见解的动力学的不可逆性进行了讨论。
2006-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale stress dynamics in sheared liquid foams revealed by tomo-rheoscopy
Lund University（隆德大学）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；ENS de Lyon, Université de Lyon（里昂高等师范学校，里昂大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国大学学院）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
通过体层流变学研究液态泡沫，揭示了多尺度应力动态及拓扑变化的普遍尺度行为，阐明了无序材料宏观弹性塑性行为的成因。
2024-11-15 cond-mat.soft
Tensorial Constitutive Models for Disordered Foams, Dense Emulsions, and other Soft Nonergodic Materials
近年来，“软玻璃态物质”的范式被用来描述表现出强烈的局部无序和缓慢的介观重排的各种非遍历材料。然而，到目前为止制定的“软玻璃流变学”（SGR）模型处理隔离的剪切应力，有效地“标量化”的应力和应变率张量。在这里，我们提供的SGR模型，结合其非平凡的老化和屈服性能与张量结构，可以特别适应，例如，流体膜组件或无序泡沫的描述概括。
2003-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistics of Bubble Rearrangements in a Slowly Sheared Two-dimensional Foam
许多物理系统在受到缓慢稳定剪切时表现出塑性流动。一个统一的图片塑性流动仍然缺乏;然而，有一个新兴的理论理解这种流动的基础上的不可逆运动的组成“粒子”的材料。根据具体的系统，已经研究了各种不可逆事件，例如泡沫中的T1事件和非晶态固体中的剪切转变区（STZ）。本文介绍了一个模型，二维泡沫：气泡筏的T1事件的实验研究。特别是，我报告的T1事件的分布之间的连接和行为的平均应力和平均速度的档案在气泡筏的初始弹性响应和随后的塑性流动在足够高的应变。
2004-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An elasto-visco-plastic model for immortal foams or emulsions
各种复杂的流体存在于柔软的圆形物体中（泡沫、乳液、共聚物胶束或多层囊泡的组装体-也称为洋葱）。它们的密集堆积导致与它们优选的圆形或球形形状略有偏差。作为相互作用的物体的受抑集合，这样的材料通过由有限的外力驱动的一系列离散的拓扑事件从一种构象演化到另一种构象。因此，材料表现出有限的屈服阈值。单个物体通常会自发地演化（胶体扩散、物体聚结、分子扩散），并且在低应力或零应力下的材料特性可能会随着时间而改变，这种现象称为老化。我们忽略这样的影响，以解决更简单的行为（不常见的）不朽的流体：我们构建了一个最小的，完全张量，流变模型，相当于（标量）宾汉模型。重要的是，该模型一致地描述了这种软材料在经历（不可压缩的）塑性蠕变或在更高应力下的粘性流动之前在弹性状态（无论是否可压缩）下基本变形的能力。
2007-11-02 cond-mat.soft physics.class-ph
A microscopic view of the yielding transition in concentrated emulsions
我们使用一个自定义的剪切细胞耦合到一个光学显微镜调查在颗粒水平的屈服过渡在浓缩乳液进行振荡剪切变形。通过在几个体积分数的样品上进行持续数千次循环的实验，并针对各种施加的应变振幅，我们获得了屈服过渡的全面的微观图像。我们发现，不可逆的颗粒运动急剧增加超过依赖于临界应变的体积分数，这被认为是在接近协议的应变超过流变学实验中探测的应力-应变关系显着偏离线性。剪切引起的动力学是非常不均匀的：静止的粒子与两个不同的群体的移动和“超移动”粒子共存。动态活动表现出空间和时间的相关性，与重组事件组织在突发的运动影响局部区域的样品。类比与其他剪切软材料和最近的工作在剪切复杂流体的不可逆性的转变进行了简要的讨论。
2014-03-18 cond-mat.soft
Making soft solids flow: microscopic bursts and conga lines in jammed emulsions
众所周知，如果剪切力超过其屈服应力，被卡住的软材料就会流动--想想涂在面包上的蛋黄酱--但对这个看似简单的过程的完整微观描述还没有出现。仍然难以捉摸的是解释宏观流动的微观框架，该框架来自对组成软材料的液滴或颗粒的动力学的3D空间分辨分析。通过结合共焦流变学实验的压缩乳液和数值模拟，我们解开的主要微观流动机制的强烈影响所施加的变形率。当剪切速度快，小的协调簇的液滴集体移动，在康加线，而在低速率的流量出现从液滴重排，相关的大域的爆发。这些区域表现出复杂的时空相关模式，反映了嵌入在堵塞的材料的长范围的弹性。这些结果确定了剪切软固体内微观重排的三维结构，揭示了这些结构的特征形状和动力学强烈地取决于外部剪切的速率。
2016-08-07 cond-mat.soft
Skinny emulsions take on granular matter
在过去的20年里，我们对泡沫和乳液的结构特征的理解有了显著的进步。然而，随着对“超稳定”液体分散体的研究，泡沫和乳液科学采用越来越复杂的配方，这些配方在气泡/液滴表面产生固体状粘弹性层。这些导致气泡/液滴之间的弹性力、粘附力和摩擦力，强烈影响它们如何相互挤压和变形，要求对当前可用的结构描述进行调整。系统地改变界面性质的可能性使这些分散体成为探索具有复杂相互作用的软颗粒材料的理想体系。我们在这里提出了第一个系统的分析，这样一个系统的结构特征，使用模型硅乳液含有毫米大小的聚乙二醇滴（PEG）。通过在PEG-硅酮界面处的聚合物交联反应获得固体状液滴表面。使用一种新的液滴显微操作器，我们强调两滴之间的弹性，粘性和摩擦的相互作用的存在。然后，我们提供了第一次完整的断层分析这些乳液的结构特征。对不同皮肤配方的休止角、局部体积分数分布、配对关联函数和液滴变形的深入分析使我们能够证明具有流体状液滴表面的“普通”乳液的显著差异。虽然可以得出与摩擦硬球系统的强烈类比，但由于液滴的高变形性，这些系统显示出一系列独特的特征，有待系统的探索。
2018-09-19 cond-mat.soft
Critical-like phenomenon in scraping of jamming systems
本文研究刚性板刮涂泡沫时部分刮涂与细长刮涂区态的转变，发现气泡重排依次传播及刮涂长度临界发散，临界指数约0.61，支持定向渗流机制。
2025-01-07 cond-mat.soft
Slow viscoelastic relaxation and aging in aqueous foam
与乳液、糊剂和许多其他形式的软凝聚物质一样，含水泡沫在受到太小而不能引起任何塑性流动的应力时呈现缓慢的机械松弛。为了确定这种粘弹性行为的物理起源，我们模拟了干燥无序粗化2D泡沫如何响应于小的外加应力。我们发现长时间弛豫的机制是由粗化诱导的小气泡团的重排。这些研究结果是完全一致的比例定律以前来自实验蠕变数据的3D泡沫。此外，我们发现，粗化诱导的气泡重排的时间统计描述的泊松过程。
2005-12-05 cond-mat.soft
Flow in linearly sheared two dimensional foams: from bubble to bulk scale
我们探测的二维泡沫，包括一个单层的气泡夹在液体浴和玻璃板之间，作为一个功能的驱动率，包装分数和程度的混乱。首先，我们发现，双分散，无序的泡沫表现出强烈的速率依赖性和不均匀的（剪切带）的速度分布，而单分散，有序的泡沫也剪切带，但基本上速率无关。其次，我们引入了一个简单的模型，基于平衡气泡和顶板之间的平均阻力和平均气泡之间的阻力。该模型捕获了所观察到的速率相关流和速率无关流。第三，我们进行独立的流变测量，无论是有序和无序系统，并发现这些是完全一致的简单模型中假设的阻力的缩放形式，我们看到，无序修改缩放。第四，我们在相当大的范围内改变泡沫的填充分数$ϕ$，并发现当泡沫变得更湿时，流动剖面变得越来越剪切带状。令人惊讶的是，我们的模型描述了整个范围内的填充分数与相同的幂律指数-只有一个无量纲数$k$的粘性阻力定律的前因子的比率被认为是随着填充分数的流动剖面和速率的依赖性。我们发现，$k \sim (ϕ-ϕ_c)^{-1}$，其中$ϕ_c \approx 0.84$，对应于二维干扰密度，并建议，这种缩放遵循从接触气泡之间的变形刻面的几何形状。总的来说，我们的工作提出了一个路线，合理化方面的无处不在的赫歇尔-Bulkley（幂律）流变学在广泛的无序材料中观察到。
2009-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Topological and geometrical disorder correlate robustly in two-dimensional foams
2D泡沫可以通过其气泡区域的分布和侧面的数量来表征。两个分布都有一个平均值和一个宽度（标准差）。因此，至少有两种非常不同的方法来治疗这种疾病。前者是一种几何测量，而后者是纯粹的拓扑。我们讨论了这两个量之间的共同点和区别。我们在一个被剪切的泡沫中测量它们，这样泡沫就相互移动，泡沫就被“洗牌”了（我们讨论的一个概念）。这两个量是强相关的;在这种情况下（仅），因此使用其中一个或另一个来表征泡沫障碍就足够了。我们建议应用于其他系统的分析，包括生物组织。
2008-02-28 cond-mat.soft
Discrete rearranging disordered patterns, part II: 2D plasticity, elasticity and flow of a foam
泡沫塑料的塑性流动是由气泡重排引起的。我们在实验中研究它们的发生，其中泡沫被迫在2D中流动：围绕障碍物;通过窄孔;或在旋转盘之间剪切。我们使用在配套论文中定义的拓扑矩阵来描述它们的方向和频率（Graner等人，预印本），这将它们与大规模的连续塑性联系起来。然后，我们提出了一个唯象方程来预测塑性应变速率：其方向是由泡沫的局部弹性应变确定的;其速率是由泡沫的局部伸长率确定的。我们获得了良好的协议与统计测量。这使我们能够将泡沫描述为具有流体、弹性和塑性特性的连续介质。我们推导出它的本构方程，然后测试它的几个条款和预测。
2008-01-08 cond-mat.soft
An elastic, plastic, viscous model for slow shear of a liquid foam
我们建议一个标量模型的变形和流动的无定形材料，如泡沫或乳液。为了描述弹性、塑性和粘性行为，我们使用三个标量变量：弹性形变、塑性形变率和总变形率;以及三个材料特定参数：剪切模量、屈服变形和粘性。我们得到的方程适用于不同类型的变形和流动慢于松弛速率朝向机械平衡。特别是，它们在瞬态或稳态流动状态下都是有效的，甚至在大的弹性形变下也是有效的。我们讨论为什么粘度可以相关，即使在这个缓慢的剪切（通常称为“准静态”）的限制。存储和损耗模量的预测与实验文献一致，并解释了简单的参数的非线性大幅度的趋势。
2007-07-06 cond-mat.soft
Shear induced drainage in foamy yield-stress fluids
剪切诱导排水泡沫屈服应力流体的研究使用MRI技术。而屈服应力的间隙流体稳定系统在休息时，观察到一个快速排水时，施加水平剪切。结果表明，剪切填隙材料的行为作为一个粘性流体在重力方向上，其有效粘度是由剪切气泡之间的瞬态泡沫膜。在颗粒体系（如泡沫）中，液体流动的经典R^2标度无法捕捉到几种气泡尺寸的结果，因此，这些结果构成了排流和剪切诱导间隙流强耦合的显著证明。此外，泡沫膜被发现是负责排水的意外逮捕，从而不可逆地捕获大量的间隙液体。
2010-03-30 cond-mat.soft
Microswimmers create bicontinuous emulsions in binary fluids
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；EMBL Barcelona（欧洲分子生物学实验室巴塞罗那分部）；Barcelona Collaboratorium for Modelling and Predictive Biology（巴塞罗那建模与预测生物合作组织）；Univ. Bordeaux（波尔多大学）
通过流体动力学模拟，发现中性润湿的微游泳者通过源偶极（自推进）和力偶极（主动混合）的双重机制，将相分离的二元流体自发乳化为动态双连续泡沫状结构。
2026-06-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Local origin of the visco-elasticity of a millimetric elementary foam
该研究通过实验和模型揭示了毫米级泡沫粘弹性的局部起源，指出耗散主要发生在弯月面附近的剪切区，而非界面粘度，为泡沫粘度建模提供了基础。
2020-11-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Growth laws and self-similar growth regimes of coarsening two-dimensional foams: Transition from dry to wet limits
本文研究了任意含液率的二维粗化泡沫的拓扑和几何结构。为了在由von Neumann定律描述的干极限和由Marqusee方程描述的湿极限之间进行插值，相关的气泡特性是平台边界半径和一个新的变量，有效边数。我们提出了单个气泡生长速率的方程，该方程是通过气泡-气泡界面和通过气泡-平台边界界面的生长的加权和。由此产生的预测成功地测试，没有可调参数，使用广泛的二维波茨模型模拟。模拟还表明，自相似的增长制度，观察到在任何液体部分，并确定如何的平均尺寸增长指数，侧数分布和相对尺寸分布之间的极端限制插值。应用包括浓缩乳液、多晶体中的颗粒和其他由曲率驱动的粗化领域。
2012-03-30 cond-mat.soft
Juggling bubbles in square capillaries: an experimental proof of non-pairwise bubble interactions
紧密堆积的颗粒如气泡、液滴或固体颗粒的集合的物理性质由它们的相互作用控制。对于气泡和液滴的情况下，它最近已被证明理论和计算，它们的相互作用一般不能表示成对的添加剂的潜力，因为通常是做软颗粒包装的模拟。这对泡沫和乳液的机械性能具有重要影响，特别是对于远高于堵塞点的强烈变形的气泡或液滴。在这里，我们提供了第一个实验证实了这一预测，通过量化在简单的模型泡沫组成的列车的等体积气泡局限于方形毛细管中的气泡之间的相互作用。所获得的相互作用定律与Surface Evolver模拟定量一致，并通过基于Morse-Witten理论的Höhler等人[软物质，2017，13，（7）：1371]最近开发的非成对相互作用模型的解析推导表达式进行了很好的描述。虽然所有的实验都是在邦德数足够低的流体静压力变化在一个气泡可以忽略不计，我们提供了完整的分析，考虑到重力在附录中为感兴趣的读者。尽管这篇文章的重点是泡沫，但所有结果都直接适用于乳液的情况。
2019-10-22 cond-mat.soft
Adhesion differentials control the rheology of biomimetic emulsions
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Laboratoire Jean Perrin（让·佩兰实验室）；Inserm（法国国家健康与医学研究院）；Institut de Biologie Paris-Seine（巴黎塞纳生物学研究所）；Aix Marseille Univ（艾克斯-马赛大学）；Université de Toulon（土伦大学）；CPT (UMR 7332)（复杂系统物理中心（UMR 7332））；Turing Center for Living Systems（图灵生命系统中心）
研究通过仿生方法探讨细胞排列与细胞力相互作用对组织流变学的影响，发现黏附差异高的乳液在剪切循环中表现出渐进压实行为，揭示了组织流变性梯度的调控机制。
2025-09-12 cond-mat.soft
Velocity Profiles in Slowly Sheared Bubble Rafts
在受到缓慢、稳定剪切的气泡筏中的平均速度分布的测量表明流动状态和堵塞状态之间的共存，类似于对于三维泡沫和乳液所观察到的情况[Elissot { \it et al，}，Phys. Rev. Lett. { \bf 88}，218301（2002）]。对于足够慢的剪切，流动是由非线性拓扑重排产生的。我们的报告之间的连接，这种短期运动的泡沫和长期的平均值。我们发现，个别重排事件的速度分布波动，但一个平稳的，平均速度后，达到平均只有相对较少的事件。
2003-12-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wet to dry self-transitions in dense emulsions: from order to disorder and back
远离平衡态的多体系统最显著的特征之一是，在可以预料会出现无序的条件下，秩序会自发出现。在这里，我们报告的有序和无序的乳液在不同的微流体通道，即从单分散组件到异质多分散泡沫状结构，并再次返回到有序的自过渡。该转变由粘性耗散和表面张力力之间的非线性竞争驱动，该非线性竞争由装置几何形状（特别是发散微流体通道的孔径角）控制。一个意想不到的路线返回到秩序中观察到的制度，大开度角，在那里的趋势增加混乱将是直观的预期。
2021-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Mixtures of foam and paste: suspensions of bubbles in yield stress fluids
我们研究了泡沫和膏体的混合物的流变行为，它可以被描述为气泡在屈服应力流体中的悬浮液。模型系统是通过混合单分散水性泡沫和浓乳液设计的。悬浮液的弹性模量随气泡体积分数的增加而减小。当弹性毛细管数（定义为糊剂弹性模量与气泡毛细管压力的比率）高时，这种降低变得更加尖锐，这说明了与糊剂相比气泡的软化。相比之下，大多数研究材料的屈服应力不会因气泡的存在而改变。它们的塑性行为由塑性毛细管数决定，塑性毛细管数定义为糊状物屈服应力与气泡毛细管压力的比率。在低塑性毛细管数值，气泡表现为不变形的夹杂物，我们预测，悬浮液无量纲屈服应力应保持接近统一。在大的塑料毛细管数值，我们观察到气泡破裂混合过程中：气泡变形剪切。最后，在最高的气泡体积分数，屈服应力突然增加：这被解释为一个“泡沫屈服应力流体”制度，这发生时，膏介观本构要素被强烈限制在膜之间的气泡。
2013-03-21 cond-mat.soft
Design of nanoparticles for generation and stabilization of CO2-in-brine foams with or without added surfactants
尽管许多研究已经检查了具有和不具有添加的表面活性剂的纳米颗粒（NP）在低盐度水相中的乳液和泡沫的稳定性，但是最近对与地下石油和天然气应用相关的高得多的盐度的兴趣已经增长。首次表明，接枝有明确定义的低分子量配体的NP在浓盐水（特别是API盐水，8%NaCl +2%CaCl 2）中胶体稳定，并且在盐水-空气界面处具有界面活性。三种类型的配体实现了这些性能：一个非离子二醇称为GLYMO和两个短的聚（乙二醇）（PEG）低聚物与6-12 EO重复单元。水包二氧化碳（C/W）泡沫只能由在A/W界面处具有较高表面压力的改性NP形成。此外，这些配体是充分亲CO2的，使得二氧化硅NP的亲水性/亲CO2平衡足够低以用于用API盐水稳定水包CO2（C/W）泡沫。此外，具有这三种配体的NP在室温下与各种自由分子表面活性剂在去离子水甚至API盐水（8%NaCl +2%CaCl2）中形成稳定的分散体。各种各样的混合物的NP加上阴离子，非离子，或阳离子的混合物，形成稳定的分散体也被发现稳定的C/W泡沫在多孔介质中在高盐度。这些结果为进一步研究NP和NP/表面活性剂混合物在高矿化度下的稳泡机理提供了基础。
2019-05-30 cond-mat.soft
Foam in a two-dimensional Couette shear: a local measurement of bubble deformation
我们重新分析实验的泡沫剪切在一个二维库埃特几何[Debregeas<i>等人。</i>，Phys. Rev. Lett. <b>87</b>，178305（2001）]。我们用纹理张量来描述气泡的变形。我们的测量是当地的时间：他们显示两个政权，一个瞬态和一个固定的。它们提供了各向异性的平均值和波动。测量也是局部的空间：他们表明，变形和弹性贡献的应力场不本地化，变化平稳的剪切间隙。因此，我们可以将泡沫描述为具有弹性性质的连续介质。
2004-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effective Temperatures of a Driven System Near Jamming
波动的剪切，零温度泡沫模型进行了数值研究。计算了平衡热系统中还原到真实温度的五个不同的量。所有五个都具有相同的剪切速率依赖性，并且三个具有相同的值。在干扰开始附近，弛豫时间是剪切系统中这三个温度的函数，与未剪切系统中真实温度的函数相同。这些结果表明，统计力学是有用的系统和干扰的概念提供了有力的支持。
2001-10-13 cond-mat.soft
Non-linear oscillatory rheological properties of a generic continuum foam model: comparison with experiments and shear-banding predictions
复杂流体中剪切带的出现通常被理解为是由于剪切下材料的结构演化导致的，这导致（从理论角度）与剪切下材料的不同状态的共存有关的非单调平稳流动曲线。在本文中，我们提出了一个特定类别的复杂流体，即泡沫和浓缩乳液，这不同于其他的剪切带在两个重要的方面的情况。首先，剪切带的出现被证明是可能的，既没有材料的任何内在物理演变（例如，通过与流动耦合的参数，例如浓度或缠结），也没有任何有限的临界剪切速率，低于该临界剪切速率，流动不会保持稳定和均匀。其次，剪切带的出现取决于初始条件，即，材料的准备。换句话说，它是历史依赖的。这种行为依赖于底层模型（2D或3D）的张量特性，并由材料中最初不均匀的应变分布触发。剪切速率在带边界处显示不连续性，其幅度是历史依赖的，因此取决于样品制备。
2012-06-21 cond-mat.soft
Hierarchical bubble size distributions in coarsening wet liquid foams
本研究通过微重力实验发现湿泡沫粗化过程中存在分层气泡分布，揭示了临界液相分数 $ϕ^*$ 大于随机密堆积分数 $ϕ_{rcp}$ 的现象，提出了湿泡沫粗化的新综合视角。
2023-07-31 cond-mat.soft
Food grade nanoemulsions preparation by rotor-stator homogenization
通常用于以工业规模生产纳米乳液的高压均化器是能量和维护密集型的，并且仅限于生产稀释的低粘度纳米乳液。我们提出了一种替代方法来生产稀释到浓缩的食品级纳米乳液，液滴尺寸范围在100和500 nm之间，使用转子定子均质化。阿拉伯胶（GA）或改性淀粉（MS）既用作粘度调节剂又用作乳液稳定剂。与通常用于纳米乳液制备的常见低分子量表面活性剂相比，GA和MS具有相对低的表面活性。GA和MS之间的主要区别是与MS溶液相比，GA溶液的粘度较低，并且与GA相比，MS的吸附更快。结果表明，以快速吸附的MS为乳化剂，采用转子-定子均质法可形成稳定的纳米乳液。在用GA乳化的过程中形成大得多的液滴，这是由于相应乳液中显著的液滴-液滴聚结。在适当考虑了温度和液滴相互作用对剪切乳液的影响后，湍流粘性区乳化的理论表达式很好地描述了用MS制备的纳米乳液的实验结果。
2019-12-17 cond-mat.soft
The solid-liquid transition in complex fluids
泡沫、浓乳液、糊状物和其他软材料在施加应变下的屈服通常通过测量作为低频下应变振幅的函数的复剪切模量来表征。不同的物理化学成分的材料得到的结果是惊人的相似，这表明存在一个通用的机制，指出在以前的几个理论研究。我们发现，所观察到的应变依赖性的复杂的剪切模量可以解释为弹塑性响应的后果。
2006-10-11 cond-mat.soft
Novel non-equilibrium steady states in multiple emulsions
本文用数值方法研究了非聚结多重乳状液在对称剪切流场中的流变响应。我们发现，动力学显着依赖于剪切速率的大小和封装液滴的数量，两个关键参数，其控制是基本的，以准确地选择所产生的非平衡稳态。例如，双重乳液达到静态稳定状态，其中外部液滴在流动下拉伸并实现椭圆形状（非常类似于在剪切的分离流体液滴中观察到的形状），而内部液滴基本上保持不受影响。多重乳状液中出现了新的非平衡稳态。例如，在低/中等剪切速率下，包封的液滴显示出显著影响外部液滴形状的非平凡的行星状运动。这种动态行为的一些特征部分地由泰勒变形参数和应力张量捕获。除了理论上的兴趣之外，我们的结果还可能刺激进一步的实验，因为大多数预测都可以在实验室中通过监测液滴形状和位置来进行测试。
2019-11-07 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Shear dynamics of an inverted nematic emulsion
在这里，我们从理论上研究了剪切流下的二维和三维各向同性液滴在双液晶中的动力学。我们发现了一个大的剧目可能的非平衡稳态的剪切速率和锚定在液滴表面上的的方向指示剂字段的函数。我们首先讨论垂面锚定。对于弱锚定，我们恢复的典型行为的剪切各向同性液滴在一个二元流体，旋转，拉伸，并可以打破所施加的流量。对于中间锚定，新的可能性出现，由于弹性效应的流体。我们发现，在这种制度的二维液滴可以倾斜和移动的流动，或翻滚不断在中心的通道。对于足够强的锚定，最后，在平衡时靠近各向同性液滴表面形成的拓扑缺陷中的一个或两个与其分离，并被流拖到深的非平衡状态。相反，在3D中，与正常锚定向错线相关的土星环可以通过流动变形并向下游移动，但至少在我们探索的参数范围内，始终保持在液滴附近。2D中的切向锚定导致不同的动态响应，因为这种情况下的boojum缺陷特性可以在相对于正常锚定情况的较弱剪切下从液滴中解绑。我们的研究结果应刺激进一步的实验与反液晶乳液剪切下，因为大多数的预测可以通过监测液晶取向模式的演变或跟踪随时间的液滴的位置和形状在原则上是可测试的。
2016-09-04 cond-mat.soft
Velocity Fluctuations in a Slowly Sheared Bubble Raft
在缓慢剪切的模型泡沫（气泡筏）中流动的一个令人惊讶的特征是作为位置的函数的应变率的测量不连续性，使得系统的一部分是“流动”的，其余部分经历"弹性“变形[J. Lauridsen，G. Chanan和M. Dennin，Phys. Rev. Lett. v. 93，018303（2004）]。与此不连续性的非线性气泡重排的分布的详细测量已被报道。本文报道了在相同条件下的速度脉动测量结果。波动的特征在于速度分布的二阶矩和三阶矩。一个令人惊讶的特征是这些力矩作为系统中位置的函数的定性行为，特别是在应变率的不连续性上。此外，测得的速度波动对应变率的二阶矩的依赖性进行比较与预测的气泡模型的模拟和合理的协议被发现。
2004-10-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stable small bubble clusters in two-dimensional foams
无定形颗粒材料，如泡沫，乳液和粒状介质，施加应力的机械响应的关键特征是由系统从一个机械稳定状态过渡到另一个时发生的颗粒重排的频率和尺寸决定的。这项工作描述了协调的实验和计算研究的气泡筏，这是准二维系统的气泡局限于空气-水界面。我们专注于小的机械稳定的四个，五个，六个和七个气泡与直径比$σ_L/σ_S = 1.4$两种不同的大小集群。专注于小气泡集群，这可以被看作是一个更大的系统的子系统，使我们能够调查的完整合奏的集群的形式，测量各自的频率与集群发生，并确定形式的气泡相互作用。我们强调几个重要的结果。首先，对于具有N > 5个气泡的团簇，我们发现使用离散元模拟，与由长程吸引相互作用产生的团簇相比，气泡之间的短程吸引相互作用产生更大的不同机械稳定的团簇系综。在具有短程吸引力的系统中，额外的集群在集群外围的相邻气泡对之间具有更大的间隙。实验中观察到的气泡团簇系综与长程吸引相互作用的团簇系综相似。我们还比较了每个集群在模拟和实验中发生的频率。我们发现，集群频率是非常敏感的协议，用于产生它们，只有弱相关的集群的能量。
2017-05-11 cond-mat.soft
Size and density avalanche scaling near jamming
目前非晶材料塑性的微观图像假设局部失效事件产生符合线弹性的位移场。事实上，非仿射系统的流动特性，如泡沫，乳液和颗粒材料接近堵塞，产生波动的位移场时，失败，仍然是有争议的。在这里，我们表明，通过一个彻底的数值调查堵塞的材料，nonaffinity诱导临界缩放的流动特性所决定的距离堵塞点。我们合理化这一关键行为引入一个新的通用干扰指数和超标度关系，并使用这些结果来描述摩擦系数的体积分数依赖性。
2013-11-06 cond-mat.soft
Effective osmotic pressure of foams in short-term dynamics
本研究探讨了泡沫的有效渗透压，发现其主要由短期动力学和屈服应力而非平衡渗透压控制，为软堵塞系统动力学提供了新框架。
2024-10-14 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
The surface tells it all: Relationship between volume and surface fraction of liquid dispersions
液体分散体（例如泡沫或乳液）的性质强烈地取决于连续相的体积分数$ϕ$。集中在泡沫的例子，我们表明实验和理论上，$ϕ$可能是相关的分数$ϕ_s$的表面在被润湿的连续相的壁-给定的散装系统的界面能或渗透压的表达式。由于表面分数$ϕ_s$可以从光学测量中容易地确定，并且由于存在可用于界面能和渗透压的良好的一般近似，因此我们得到了估计$ϕ$的有利方法。$ϕ$和$ϕ_s$之间的相同关系也预期提供被连续相润湿的气泡或液滴表面的分数的良好近似。这对于液体分散体的流变学和老化是非常重要的参数。
2016-10-24 cond-mat.soft
Disentangling glass and jamming physics in the rheology of soft materials
在大密度下，由于拥挤效应可能引起布朗粒子的玻璃化转变，或非布朗粒子的堵塞转变，软粒子体系的剪切流变学变得复杂。在这里，我们成功地探讨了假设，即剪切应力的贡献，从玻璃和干扰物理是“添加剂”。我们表明，在各种软材料中测量的实验流动曲线（胶态硬球、微凝胶悬浮液、乳液、含水泡沫）以及在热和非热极限下获得的软排斥性颗粒的数值流动曲线可以通过一个简单的模型很好地描述，该模型假设玻璃和堵塞流变性对剪切应力有线性贡献，只要在两个扇区中正确识别时间和应力的相关标度。我们的分析证实，胶体硬球的动力学是唯一的玻璃物理控制，而水性泡沫只对干扰效果敏感。我们表明，微米级乳液的贡献都需要成功地占流动曲线，这揭示了这两种现象的不同签名。最后，对于两个系统的软微凝胶颗粒，我们表明，流动曲线是胶体系统的玻璃化转变的代表，并推断微凝胶颗粒是不太适合研究的干扰过渡实验。
2013-02-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How emulsified droplets induce the bursting of suspended films of liquid mixtures
本文通过测量非水乳液中亚微米悬浮薄膜的寿命和厚度变化，揭示了PDMS微液滴通过界面铺展或桥接诱导薄膜局部快速变薄并破裂的机制，并解释了液滴粘度对破裂效率的影响。
2024-06-10 cond-mat.soft
The role of deformability in determining the structural and mechanical properties of bubbles and emulsions
我们进行计算研究的堵塞颗粒填料在两个维度进行各向同性压缩，使用良好的特点软颗粒（SP）模型和可变形颗粒（DP）模型，我们开发的压缩气泡和乳液。在SP模型中，圆形粒子被允许重叠，产生纯粹的排斥力。在DP模型中，颗粒最小化其周长，同时在固定区域变形以避免压缩期间的重叠。我们直接比较的结构和机械性能的堵塞颗粒填料产生的SP和DP模型作为一个功能的真正的包装分数$ρ$，而不是减少数密度$ϕ$。我们发现，近干扰发病的多余的接触数$Δz=z-z_J$和剪切模量${\cal G}$规模$Δρ^{0.5}$的SP和DP模型，其中$Δρ= ρ-ρ_J$和$z_J \approx 4$和$ρ_J \approx 0.842$是在干扰发病的值在大系统的限制。SP和DP型号的$Δz$和${\cal G}$开始与$ρ\gtrsim 0.88$不同。在这种情况下，$Δz \sim {\cal G}$可以通过$Δρ$中的两个幂律之和来描述，即$Δz \sim {\cal G} \sim C_0Δρ^{0.5} +C_1Δρ^{1.0}$到最低阶。我们表明，$C_1/C_0$的比例是大得多的DP模型相比，SP模型。我们还表征了空隙空间堵塞填料作为$ρ$的函数。我们发现，与SP模型不同，DP模型能够描述高原边界的形成，系统接近$ρ= 1$。我们进一步表明，$z$的结果和形状因子${\cal A}$与$ρ$的DP模型…
2019-08-16 cond-mat.soft physics.app-ph
A simply solvable model capturing the approach to statistical self-similarity for the diffusive coarsening of bubbles, droplets, and grains
提出一个精确可解的常微分方程模型，通过平均气泡尺寸和临界气泡尺寸近似表征分布，成功捕捉气泡、液滴和晶粒扩散粗化趋近统计自相似标度状态的过程，适用于二维和三维泡沫及更一般的相分离系统。
2023-06-22 cond-mat.soft
Shear thickening in concentrated suspensions: phenomenology, mechanisms, and relations to jamming
剪切增稠是一种非牛顿行为，其中剪切流体所需的应力随着剪切速率比线性增加得更快。许多颗粒的浓缩悬浮液表现出一种特别引人注目的形式，称为不连续剪切增稠（DST），其中应力随着剪切速率的增加而突然跳跃，并产生类似固体的行为。这种对施加的应力的反直觉反应的最著名的例子发生在玉米淀粉在水中的混合物中。在过去的几年里，这种剪切诱导的固体状行为与其他各种不寻常的流体现象一起，产生了相当大的兴趣，在物理学的密集包装悬浮液。本文讨论了剪切增稠体系的共同物理性质，描述剪切增稠的不同机理和模型，提出了这些机理的联系和推广，并提出了剪切增稠体系的一般相图。我们还讨论了最近的工作如何将剪切稠化的物理学与颗粒材料和堵塞系统的物理学联系起来。由于DST描述的模型，只需要简单的通用粒子之间的相互作用，我们概述了更广泛的背景下，其他集中的多粒子系统，如泡沫和乳液，并解释了为什么DST被限制到硬颗粒悬浮液的参数制度。最后，我们讨论了一些突出的问题和新出现的机会。
2013-07-01 cond-mat.soft
Critical viscoelastic response in jammed solids
我们确定的线性粘弹性响应堵塞包装的无热排斥粘性球，模型的乳液，湿泡沫，和软胶体悬浮液。我们数值测量的复杂的剪切模量，响应的基本特征，并表明，低频响应显示动态临界缩放附近的无干扰。粘弹性剪切响应由填料的松弛本征模态控制。我们使用标度参数来解释本征率的分布，这在unjamming时会产生发散。然后，我们推导出的临界指数表征响应，包括消失的剪切模量，发散粘度，和临界剪切稀化制度。最后，我们表明，宏观流变学是敏感的局部粘性力法的细节。通过改变法向和切向阻尼系数的比率，我们确定和解释了滑动运动的强阻尼和弱阻尼系统之间的定性差异。当滑动是弱阻尼时，没有发散的时间尺度，没有发散的粘度，也没有临界剪切稀化制度。
2012-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Beyond linear elasticity: Jammed solids at finite shear strain and rate
软固体的剪切响应可以用线弹性来模拟，只要力是缓慢和微弱的。当材料失去刚性时，这两种近似都必须打破，例如在泡沫和乳液中的（非）堵塞点-这表明在堵塞附近的线性弹性响应的窗口非常窄。然而，这种崩溃究竟何时以及如何发生仍不清楚。为了回答这些问题，我们进行了计算机模拟的应力松弛和剪切启动实验在无热软球填料，规范模型干扰。通过系统地改变应变幅度，应变率，距离堵塞，和系统的大小，我们确定的特征应变和时间尺度，量化如何以及何时关闭的线性弹性窗口，并将这些尺度的微观接触网络的变化。我们的研究结果表明，堵塞的固体的机械响应一般是非线性和速率依赖于实验可访问的应变和时间尺度。
2016-01-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Jamming of Soft Particles: Geometry, Mechanics, Scaling and Isostaticity
泡沫、乳液、胶体悬浮液和颗粒状介质等各种非晶材料可能会堵塞成刚性、无序状态，在屈服之前它们会承受有限的剪切应力。在这里，我们回顾了目前的理解过渡到堵塞和堵塞状态的性质无序包装的颗粒，通过排斥接触相互作用，并在零温度和零剪切应力。我们首先讨论了仿射假设的故障，其基础是丰富的力学附近的干扰。然后，我们广泛地讨论了无摩擦软球的干扰。在干扰点，这些系统在约束计数的意义上是边缘稳定的（均衡的），并且许多几何和机械特性随着到该干扰点的距离而缩放。最后，我们讨论了目前的摩擦和非球形（椭球形）颗粒的干扰的探索。摩擦力和非球面性都在远离均衡极限的方向上调节堵塞时的接触数。这使得人们可以解开距离堵塞和距离均衡。出现的画面是，大多数量是由接触数和尺度与距离均衡，而接触数本身的规模与距离堵塞。
2009-11-07 cond-mat.other cond-mat.soft
