Structure and coarsening at the surface of a dry three-dimensional aqueous foam
我们利用全内反射来隔离在三维样品的平面边界处形成的二维“表面泡沫”。由此产生的表面高原边界的图像是一个真正的二维泡沫与高原的法律一致。样本被允许粗化为自相似的缩放状态，其中统计分布与时间无关，除了整体比例因子。在那里，我们发现，统计措施的侧数分布，尺寸拓扑结构的相关性，和气泡的形状，都非常相似的二维泡沫。然而，尺寸分布略宽，形状略长。一个更明显的区别是，T2过程现在包括表面气泡的产生，这是由于在本体中的重排。冯·诺依曼定律对于单个气泡来说是戏剧性的违反。但不管怎样，我们最惊人的发现是冯·诺依曼定律似乎在平均情况下成立。也就是说，表面气泡的平均面积变化率似乎与边数减6成比例，但单个气泡显示出偏离该平均行为的分布。
2013-10-18 cond-mat.soft
Stable oil-laden foams: Formation and evolution
油和泡沫之间的相互作用一直是各种研究的主题。实际上，油可以是有效的起泡剂，其在可能发生不期望的起泡的各种工业应用中可以是非常有价值的，如在喷射染色工艺或废水处理厂中所见。然而，油和泡沫也可以建设性地相互作用，如在洗涤、消防、食品和石油工业中所观察到的，其中油可以在泡沫结构中或与泡沫接触而没有观察到泡沫的灾难性破裂。在特定的物理化学条件下，油相甚至可以被困在泡沫的水性网络中，从而提供由三种不同的流体相组成的有趣的复杂材料，我们称之为载油泡沫（OLF）。在这篇综述中，我们专注于这样的系统，特别强调干OLF，即总液体体积分数，$\varepsilon$小于5%。我们首先试图澄清这些系统出现的物理和化学条件，我们回顾了文献中获得它们的不同技术。然后，我们讨论了它们的结构，并确定了两种不同的OLF形态，命名为泡沫乳液，其中小的油球包括在网络的水性泡沫和双液泡沫，其中油也包括在水性泡沫网络是连续的，在几个气泡的规模。最后，我们回顾了他们的演变，特别是关于拓扑结构的变化，聚结，粗化和排水的艺术状态。
2017-10-03 cond-mat.soft
Aqueous foams in microgravity, measuring bubble sizes
本文描述了在微重力下的湿泡沫的研究，其气泡尺寸分布的演变，由于扩散气体交换。我们专注于从泡沫表面的图像确定的气泡的大小和在散装泡沫中的气泡的大小之间的比较，确定从漫透射光谱（XPS）。从泡沫表面的图像中提取气泡尺寸分布是困难的，所以我们使用了三种不同的程序：手动分析，使用定制的Python脚本自动分析和机器学习分析。一旦确定并考虑到各种缺陷，所有三个程序都会在误差线内产生相同的结果。该方法仅允许确定与光子传输平均自由程$\ell^*$成比例的平均气泡半径。测得的漫透射光强度与先前为无限横向范围的板状样品推导出的{ $\ell^*$ }之间的关系不适用于微重力实验中使用的立方体几何形状的电池。导出了一个新的更一般的漫反射强度的表达式，并将其应用于确定平均气泡半径。推导出的平均气泡半径的时间演变的平均气泡半径和相同的平均半径在样品表面测量的整个粗化是非常好的协议。最后，进行地面实验，以比较在散装湿泡沫和在其表面的时间很短，扩散气体交换是微不足道的气泡尺寸分布。发现它们是相似的，证实了在表面处看到的气泡是本体泡沫气泡的代表。
2023-02-20 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
Characterizing Aqueous Foams by In-situ Viscosity Measurement in a Foam Column
研究提出在泡沫柱测试中同步测量泡沫粘度和高度的新方法，发现早期衰减中粘度急剧下降而高度不变，该方法比传统方法更敏感高效，成功表征多种泡沫稳定性。
2023-10-08 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Tunable effective diffusion of CO2 in aqueous foam
本研究通过实验和理论模型，探究了含CO2二维泡沫在空气中的收缩行为，提出有效介质模型，发现通过调节气体渗透率比可连续调控CO2在泡沫中的有效扩散，实现可调的气体保留与释放。
2025-03-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spiropyran Sulfonates for Photo and pH Responsive Air-Water Interfaces and Aqueous Foam
响应性泡沫和界面对于响应外部刺激的活性材料是令人感兴趣的。我们已经使用螺吡喃表面活性剂的光致变色反应来呈现界面、上升气泡以及对光刺激活跃的发泡特性。为了解决空气-水界面，我们已经应用了和频生成（SFG），它提供了定性信息的表面过剩和界面的充电状态作为光照射和pH值的函数。在蓝光下，表面活性剂形成一个闭环螺形式（SP），而在黑暗的条件下，环打开和汞（MC）的形式产生。使用SFG，我们表明，不同的pH条件下的本体溶液导致的界面充电状态的变化。我们已经利用了MC表面活性剂的O-H基团可以随着pH去质子化的事实，并使用该事实来调节界面处的分子净电荷。事实上，SFG表明，随着pH值的增加，从界面水分子的OH伸缩带的强度增加，我们与表面净电荷的增加。在pH为5.3时，用蓝光照射导致OH强度的可逆降低，而CH强度与黑暗条件下的相应强度相比没有变化。这些结果表明表面净电荷随光的变化，这也预期通过静电分离压力的变化影响泡沫稳定性。事实上，泡沫稳定性的测量与该假设一致，在黑暗中具有更高的泡沫稳定性。在pH 2.7时，这种行为被逆转。这通过上升气泡实验得到证实，该实验表明，与在黑暗状态下表面活性剂的气泡速度相比，当用蓝光照射气泡时，气泡速度前所未有地降低约30%。
2020-07-15 cond-mat.soft
Structure-dependent mobility of a dry aqueous foam flowing along two parallel channels
二维含水泡沫的速度已被测量，因为它流过两个平行的通道，在一个恒定的总体积流量。两个通道之间的通量分布作为其宽度比的函数进行了研究。当通道中的泡沫结构为单梯或竹时，流速比对宽度比的依赖性很强。特别是，在双楼梯和单楼梯之间以及单楼梯和竹子之间的过渡处观察到速度比的不连续性。占固体壁处的粘性耗散和在通道出口处钉扎的膜上的毛细管压力的理论模型预测了所观察到的作为宽度比的函数的速度比的非单调演化。它还定量预测了间歇性的时间演变的速度在较窄的通道时，它是如此之窄，膜钉扎在其出口反复带来的流动接近停止。
2013-09-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary Flow of Oil in a Single Foam Microchannel
当使用适当的表面活性剂时，油和水性泡沫可以紧密混合而不破坏泡沫。在这封信中，我们表明，一个泡沫，最初没有油，可以吸引一个油滴的毛细管力的作用下，并通过水网络拉伸它。我们专注于一个单一的水平泡沫通道，称为高原边界的石油吸入。在这种受限通道中，吸胀动力学由毛细作用和粘度之间的平衡控制。然而，我们的系统的标度律不同于在多孔介质，如含水泡沫的经典吸胀。这是由于液体通道的特殊几何形状：充满发泡溶液的平台边界总是凹的，而充满油时它们可以是凸的或平的。最后，局限在高原边界的油段塞在膜破裂后碎裂成液滴。
2013-12-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Relaxing in foam
我们研究了含水泡沫的机械响应，以及它与气泡堆积结构的微观重排动力学的关系。在静止时，即使泡沫变粗，流变性也被证明是线性的。在流动下，剪切诱导的重排与粗化诱导的重排竞争。宏观的后果被捕获的一种新的流变方法，其中一个步骤应变叠加在一个稳定的流动。
2003-01-31 cond-mat.soft
Reversible Pore Gating in Aqueous Mixtures via External Potential
我们研究理论上多孔膜在含水混合物。我们发现，大的膜孔可以可逆地门控从“关”（共溶剂丰富，离子和其他溶质的不良导体）到“开”（水丰富，良好的导体）状态的外部电位。用于切换的转变电压或电荷取决于膜的亲水性/疏水性、盐含量、盐离子的优先溶剂化和温度。这些参数还确定填充过渡是突然的还是渐进的。
2016-05-30 cond-mat.soft
A multiscale model for the slow viscoelastic response of liquid foams
使用2D数值模拟以及分析建模，我们展示了如何缓慢的粘弹性动力学的含水泡沫粗化诱导间歇性气泡重排。宏观应变率表示在介观动力学的局部重排表示的力偶极子引起的应变场。我们将这些偶极子定量地与相应的气泡重排的局部几何特征联系起来。我们还解释了如何应用一个小的宏观应力的结果的粗诱导重排的偏见。
2006-09-15 cond-mat.soft
Foamability of aqueous solutions: Role of surfactant type and concentration
本文研究了控制各种表面活性剂溶液起泡性的主要表面特性。阴离子，阳离子和非离子表面活性剂与不同的头部基团和链长的实验进行在一个很宽的浓度范围内，从0.001 mM到100 mM。电解质的浓度也从0变化到100 mM。对于所有的表面活性剂的研究，三个区域中的发泡性，VA，表面活性剂浓度的对数，lgCS的依赖，观察。在区域1中，VA非常低，并且弱依赖于CS。在区域2中，VA随着CS急剧增加。在区域3中，VA达到平台。一个关键的新要素，在我们的解释发泡数据是，我们使用的表面张力测量，以确定依赖的主要表面性质（表面活性剂吸附，表面覆盖和表面弹性）的表面年龄的气泡。通过这种方式，我们通过考虑发泡过程中形成的动态吸附层的性质来解释发泡测试的结果。非离子型和离子型表面活性剂的数据合并在两个主曲线附近，当绘制为表面覆盖率、表面迁移率因子或动态吸附层的吉布斯弹性的函数时。离子型和非离子型表面活性剂之间的这种差异被解释为具有离子型表面活性剂的泡沫膜表面之间的静电排斥的重要贡献，该离子型表面活性剂甚至在中等表面覆盖度和相对高的离子强度下稳定动态泡沫膜。相比之下，由非离子表面活性剂溶液形成的膜通过空间排斥而稳定，空间排斥变得足够高以仅在相当高的表面覆盖率（> 90%）下防止气泡聚结，这对应于动态吸附层的相关高吉布斯弹性（> 150 mN/m）和低表面迁移率。
2019-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Investigation of shear banding in three-dimensional foams
本文研究了宽间隙库埃特几何条件下不同结构的三维水相泡沫的定常流动特性。从局部速度测量通过磁共振成像技术和粘度分叉实验，我们发现，这些泡沫没有表现出任何可观察到的签名剪切带。这与之前的两个结果形成对比（Rodts等人，欧罗巴信件：69（2005）636和Da Cruz等人，物理评论E，66（2002）051305）;我们讨论了这种不适的可能原因。此外，我们研究的泡沫在远低于最近预测的临界剪切速率的剪切速率下经历稳定流动（Denkov等人，物理学评论快报，103（2009）118302）。局部测量的本构关系最终表明，这些泡沫表现为简单的Herschel-Bulkley屈服应力流体。
2011-05-03 cond-mat.soft
Aqueous Nanoclusters Govern Ion Partitioning in Dense Polymer Membranes
在水溶液中通过响应性聚合物膜和水凝胶对带电分子的吸收和吸附对于软功能材料的开发至关重要。在这里，我们研究简单单原子的划分（Na $^+$，K $^+$，Cs $^+$，Cl $^-$，I $^-$）和一个分子离子（4-硝基酚盐; NP $^-$），电中性聚合物（$N$ -异丙基丙烯酰胺）膜的显水分子动力学模拟模拟力学模拟.在主要的疏水环境中，水分布在多分散水纳米团簇的网络中。团簇的平均大小决定了简单离子的平均静电自能，这些简单离子最好深深地存在于它们内部;因此，我们发现了比使用均匀介电常数的简单玻恩图所预期的大得多的分配比$K\simeq\>$ 10 $^{-1}$。尽管它们的不规则形状，我们观察到，水簇具有普遍的负静电势相对于他们的周围，是已知的水的液体-蒸汽界面。这种潜在的，我们发现隐藏在对称的单原子盐的情况下，可以显着影响较大的带电分子的转移自由能，因为它们的弱水合作用和增加的亲和力界面。因此，与简单离子形成鲜明对比的是，分子离子NP $^-$可以具有比1大得多的分配比，$K\simeq\>$ 10-30（取决于阳离子类型）或甚至超过单价盐的$10^3$，这解释了最近观察到的在致密聚合物网络内催化的NP $^-$还原的增强的反应动力学。这些结果还表明，电离分子甚至可以增强在塌陷的疏水凝胶中的分配，这强烈挑战了传统的简单化推理。
2020-03-20 cond-mat.soft
Parallel stability analysis of membrane lamellar structures and foam films
在DLVO理论框架下，计算了薄液膜中毛细波的均方根振幅，揭示了它与一些重要物理参数的关系。两个重要的模型被认为是：经典的界面和膜之间的脂质双层膜的膜。进行的数值分析表明，由于膜表面的不同弹性性质，它们的行为有本质的差异。结果表明，在某些魔膜半径的薄膜寿命是显着的长。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Diffusive foam wetting process in microgravity
本文报道了微重力条件下含水泡沫润湿的实验研究。沿气泡边缘的液体分数$\ell$进行测量，发现是一个相关的动力学参数在毛细过程中。液体在泡沫中的渗透、泡沫的膨胀和刚度损失都服从严格的扩散过程。
2001-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistics of bubble rearrangement dynamics in a coarsening foam
我们使用散斑可见度光谱测量的时间依赖性的气泡重排事件，驱动的水泡沫中的粗化。该技术给出了在规定体积的样品内的平均散射点速度的时间轨迹。结果进行了分析的事件时间，事件速度和事件位移的分布。还测量了连续事件之间的休息时间的分布;与扩散波光谱结果的比较表明，典型事件的空间结构由仅几个气泡的核心组成，这些气泡经历拓扑变化加上周围的气泡晕，这些气泡的晕移动的量在四到五个气泡处衰减到一个波长。连续事件之间的持续时间，速度和休息时间之间没有相关性。
2008-07-15 cond-mat.soft
Coarsening and mechanics in the bubble model for wet foams
含水泡沫是一种重要的模型系统，显示粗化动力学。分散体和泡沫中的粗化在稀释极限和干燥极限中是很好理解的，其中气体分数分别趋向于零和一。然而，已知泡沫在中间气体分数$ϕ_c$下经历从流体状到固体状的堵塞转变。关于堵塞附近湿泡沫中的粗化动力学知之甚少，并且与机械响应的联系（如果有的话）仍然知之甚少。在这里，我们探测粗化和机械响应使用的榴莲泡沫模型的一个变体的湿泡沫的数值模拟。在其他粗化系统中，我们发现一个稳定状态的缩放制度与相关的颗粒尺寸分布。我们涉及的时间速率的演变的粗化过程中的泡沫的湿度，并确定一个特征粗化时间，发散接近堵塞。我们进一步探讨了系统的机械响应应变，同时进行粗化。存在两个相互竞争的时间尺度，即粗化时间和机械弛豫时间。我们将这些与弹性响应和机械结构的演变有关。
2017-06-13 cond-mat.soft
Gaussian and non-Gaussian speckle fluctuations in the diffusing-wave spectroscopy signal of a coarsening foam
扩散波光谱法（DWS）对含水泡沫的所有先前应用依赖于这样的假设，即检测到的光的电场是高斯随机变量，并且因此Siegert关系适用。在这里，我们测试这一关键的假设，同时测量二阶和三阶时间强度的相关性。我们发现，电场是高斯型的典型实验几何形状相当于照明和检测与平面波，无论是后向散射和传输通过光学厚板。然而，我们发现，高斯字符打破点在/点出背散射的几何形状，其中的照明光斑的大小是不够大的间歇性重排事件的大小相比。
2005-11-28 cond-mat.soft
Binding of Oppositely Charged Membranes and Membrane Reorganization
我们考虑两个刚性膜之间的静电相互作用，不同的表面电荷密度相反的符号，在水溶液中，没有添加盐。得到了非线性Poisson-Boltzmann方程的精确解，并讨论了其物理意义。我们还计算了静电对自由能的贡献，并讨论了库仑相互作用产生的带电脂质的每个头群的面积的重正化。
1998-12-17 cond-mat.soft
Effects of liquid fraction and contact angle on structure and coarsening in two-dimensional foams
本文提出了一个二维湿泡沫粗化的准静态数值模型，采用有限元方法建模气泡变形并近似气流，揭示了非零接触角对初始粗化率平台现象的影响及气泡生长速率与有效邻居数的关系。
2023-12-13 cond-mat.soft
Droplet-Induced Budding Transitions of Membranes
最近的实验仿生膜暴露于几个水相的动机，我们从理论上研究的形态与通过水相分离形成的液滴接触的膜。我们集中研究自发曲率可以忽略不计的膜。在小液滴体积下，弯曲能量占主导地位，并且液滴仅部分地被膜包裹。在大体积下，这种配置可能变得不稳定，并经历到液滴（几乎）完全被膜包裹的状态的不连续转变。一个形态图，示出的参数区域，其中发生这种出芽过渡，被构造为膜张力和固有的接触角的液体与膜的函数。定性地讨论了自发曲率的影响。
2011-06-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamic simulations of multicomponent lipid membranes over long length and time scales
我们提出了一个多组分脂质双层的随机相场模型，明确占准二维流体动力学环境独特的薄流体膜浸没在水溶液中。动态范围广泛的长度尺度（从纳米到微米）的持续时间长达数秒和更长的时间很容易访问，并提供了一个直接比较荧光显微镜测量三元脂质/胆固醇混合物。相分离动力学的模拟结果与实验结果一致，并阐明了流体力学在粗化过程中的重要性。
2011-05-24 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
Mean-field model for the bubble size distribution in coarsening wet foams
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
本文提出一个三维平均场模型，用于预测湿泡沫在标度状态下气泡尺寸分布，考虑了液体分数$ϕ$的影响，并验证了模型在不同初始条件下的稳定性。
2025-10-11 cond-mat.soft
Flow of a two-dimensional liquid foam: Impact of surfactant type and boundary conditions
本研究实验探究二维单分散泡沫在光滑与粗糙边界下的流变行为，发现表面活性剂类型影响界面迁移性，导致粘弹性模量、屈服应力及粘性应力标度关系差异。
2025-03-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Deformation and flow of a two-dimensional foam under continuous shear
我们研究了二维含水泡沫在库埃特几何条件下的准静态剪切流动特性。一个强大的本地化的流动（剪切带）在移动壁的边缘被证明，其特征在于平均切向速度的指数衰减。此外，快速的速度波动的分析揭示了自相似的动力学结构组成的集群的气泡作为刚体滚动。要涉及的瞬时（弹性）和时间平均（塑性）的应变分量，我们开发了一个随机模型，其中不可逆的重排被激活的局部应力波动源于摩擦的墙壁。这个模型给出了一个完整的描述，我们的观察，也是一致的颗粒剪切带的其他群体获得的数据。
2001-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting-induced budding of vesicles in contact with several aqueous phases
包封两个液相的囊泡的渗透收缩可导致其中一个相从囊泡体中凸出。该出芽过程之前是膜上的液相之一的完全润湿到部分润湿的转变，并且取决于膜张力和封闭的液相之间的界面张力。这些紧张局势占主导地位，在不同的形态制度，其中的交叉启动萌芽过程。此外，出芽的程度可以通过经由微量移液器的抽吸来控制。我们还证明，如果有两个外部相接触的囊泡，出芽的方向可以逆转。
2012-01-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Structure of benzothiadiazine at zwitterionic phospholipid cell membranes
苯并噻二嗪是一种双环杂环苯衍生物，使用衍生自苯并噻二嗪的药物已成为高血压（用利尿剂（如苄氟噻嗪或氯噻嗪）治疗）、低血糖（用非利尿剂治疗）等疾病的广泛治疗方法。二氮嗪）或人类免疫缺陷病毒等。在这项工作中，我们研究了苯并噻二嗪与细胞膜和溶剂的基本成分，如磷脂，胆固醇，离子和水的相互作用。的相互微观相互作用的分析是至关重要的，以阐明的本地结构的苯并噻二嗪以及负责访问的苯并噻二嗪的内部的细胞的机制。我们已经进行了分子动力学模拟的苯并噻二嗪嵌入三种不同的模型两性离子双层膜由二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱，二油酰磷脂酰胆碱，1，2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸丝氨酸和胆固醇内的氯化钠水溶液中，以系统地研究微观相互作用的苯并噻二嗪与细胞膜在液晶相条件。从通过径向分布函数，氢键长度和基于可逆功计算的平均力的潜力获得的数据，我们已经观察到，苯并噻二嗪具有很强的亲和力，留在细胞膜界面，虽然它可以完全溶剂化的水在短时间内。此外，苯并噻二嗪能够通过不同特征长度的单氢键和双氢键结合脂质和胆固醇链。
2021-07-30 cond-mat.soft
Characterizing the embedded states of a fluorescent probe within a lipid bilayer using molecular dynamics simulations
本研究利用分子动力学模拟结合增强采样方法，探究了荧光探针Prodan在DOPC膜中的嵌入状态，发现乙醇的加入会减少膜中心空隙，从而减弱Prodan的取向偏好。
2025-06-25 cond-mat.soft
Ion Sieving in Two-Dimensional Membranes from First Principles
本文提出一种基于第一性原理的计算方法，结合机器学习分子动力学与微动力学模型，研究二维冠醚功能化石墨烯膜对Li$^{+}$、Na$^{+}$、K$^{+}$的筛分机制，实现了水溶液中锂的高选择性高效提取。
2024-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Growth of membranes formed by associating polymers at interfaces
本文建立了液-液界面处可逆缔合聚合物膜生长的理论模型，揭示了其受相互扩散控制的机制，并实验验证了PMAA电离度对水凝胶膜生长速率的显著影响。
2024-03-22 cond-mat.soft
The dielectric response of spherical live cells in suspension: An analytic solution
我们开发了一个理论框架来描述悬浮液中的活细胞在低外部电场中的介电响应。该处理考虑了细胞膜的存在和膜表面的电荷移动。对于悬浮在水溶液中的球形细胞，我们给出了一个解析解的介电函数，这是占在许多实验数据中看到的α和β高原。系统地分析了不同物理参数对介电曲线的影响。
2008-05-12 cond-mat.other cond-mat.soft
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
Charged Membranes: Poisson-Boltzmann theory, DLVO paradigm and beyond
在这一章中，我们回顾了带电膜在水溶液中的静电性能，有或没有添加盐，采用简单的物理模型。接近膜的平衡离子分布由众所周知的泊松-玻尔兹曼（PB）方程控制。我们分析了不同的边界条件，由膜，离子的配置文件和相应的渗透压上的效果。讨论分为单膜和两个相互作用的膜的情况。对于一个膜设置，我们展示了PB方程的不同解决方案，并讨论了恒电荷和恒电位边界条件之间的相互作用。修正的PB理论，提出处理极高的反离子浓度附近的电荷膜。对于两个等电荷膜，我们分析了不同的压力制度的恒定电荷的边界条件，并讨论了不同的边界条件下的渗透压的差异。对非等荷电膜进行了综述，并对从排斥到吸引的过渡进行了解析计算。然后，我们检查的电荷调节边界条件，并讨论其对离子的配置文件和渗透压的两个等电荷膜的影响。在最后一节中，我们简要地回顾了范德华力（vdW）相互作用及其对两个平面膜之间的自由能的影响。我们解释了简单的Hamaker成对求和过程，并介绍了更严格的Lifshitz理论。后者是DLVO理论的关键成分，它结合了排斥静电与吸引vdW相互作用，并提供了一个简单的解释胶体或膜的稳定性。最后，本章结束了一个简短的帐户的近似固有的PB理论的局限性。
2016-04-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiscale Dynamics of Lipid Vesicles in Polymeric Microenvironment
了解生物膜与细胞外基质的动态和复杂的相互作用在控制各种细胞行为和功能中起着至关重要的作用，从细胞粘附和生长到信号传导和分化。组织工程的巨大兴趣使得有可能设计模仿天然细胞外微环境的拓扑结构和机械性能的聚合物支架;然而，一个根本问题仍然没有答案：即粘弹性细胞外环境如何修改脂质膜的分级动力学。在这项工作中，我们使用不同分子量的聚乙二醇（PEG）的水溶液来模拟细胞的粘性介质和近单分散的单层DMPC DMPG脂质体作为膜模型。使用小角X射线散射（SAXS），动态光散射，温度调制差示扫描量热法，体流变学和荧光寿命光谱，我们研究了结构相图和多尺度动力学的脂质体聚合物混合物。结果表明，在不同的长度和时间尺度的聚合物链和磷脂双层之间的前所未有的动态耦合。脂质双层的微粘度直接受到整个链的松弛的影响，导致与无聚合物脂质体的情况相比，在短链的情况下双层内脂质的动力学加速。在宏观水平上，双层的凝胶到流体的转变导致聚合物脂质体溶液的显著的热硬化行为，其可以通过脂质体的浓度和聚合物链长度来改变。
2022-07-26 cond-mat.soft
Probing and modeling cell-cell communication in 2D biomimetic tissues
本研究通过二维仿生组织模型与理论建模，揭示间隙连接介导的细胞间传输机制，并验证连续时间随机游走模型在描述扩散行为中的有效性。
2025-10-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Influence of salt on membrane rigidity of neu-tral DOPC vesicles
盐是水环境中非常常见的分子，但一价离子Na^+和Cl^-与磷脂中性头部的相互作用是否足以改变膜的刚性仍然是一个谜。为了解决这个长期酝酿的争论，我们研究了DOPC囊泡在流体相中随外部盐浓度增加的动力学。在较高的盐浓度下，我们观察到中子自旋回波光谱（NSE）的抗弯刚度增加和小角X射线散射（SAXS）的双层厚度增加。我们比较了不同的模型，以区分膜波动，脂质尾运动和平移扩散的囊泡。所有模型均表明抗弯刚度增加了1.3至3.6倍。我们证明，即使对于t > 10 ns，和Q > 0.07 1/μ s的观察到的NSE弛豫谱明显的影响，由平移扩散的囊泡。当t < 5 ns时，脂质尾运动主导中间动力学结构因子.随着盐浓度的增加，这种贡献减少。我们引入了一种新的抗弯刚度随时间变化的分析方法，该方法仅突出有限的Zilman-Granek时间窗口，其中刚度具有物理意义。
2020-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
In-situ imaging of the three-dimensional shape of soft responsive particles at fluid interfaces by atomic force microscopy
在两种流体之间的界面处吸附时，软的可变形颗粒的重新配置支撑了它们的动力学和相互作用的许多方面，最终控制与材料相关的颗粒单层的宏观性质，例如颗粒稳定的乳液和泡沫，以及过程，例如。G.基于粒子的光刻。尽管其重要性，实验确定的三维形状的软颗粒在流体界面的高分辨率仍然是一个难以捉摸的任务。在这项工作中，我们采取聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM）微凝胶作为模型软颗粒，并证明其构象在水相和油相之间的界面处可以完全重建通过原位原子力显微镜（AFM）成像。我们表明，从界面的两侧成像的颗粒形貌允许一个表征在界面张力的作用下的颗粒的面内变形和可视化的发生在两种流体中的不对称溶胀。此外，该技术能够研究不同的流体相和颗粒结构，以及原位研究温度变化对颗粒构象的影响。我们设想，这些结果开辟了一个令人兴奋的范围的可能性，提供微观之间的洞察力的单粒子行为的软物体在流体界面和宏观材料性能的相关应用和基础研究。
2022-04-20 cond-mat.soft
Temperature-sensitive Soft Microgels at Interfaces: Air-Water versus Oil-Water
智能乳液或泡沫的形成，其稳定性可以通过切换外部参数按需控制，是基础研究和应用的极大兴趣。一组新兴的智能稳定剂是微凝胶，它是纳米和微米尺寸的三维聚合物网络，可被良溶剂溶胀。在过去的几十年里，各种外部刺激对微凝胶在空气和油-水界面上的二维相行为的影响已经被研究。然而，几乎没有考虑到最高阶段本身的影响。在这里，我们提出的数据，直接解决的顶相的微凝胶性能在接口上的影响。pNIPAM微凝胶的尺寸在从两个界面沉积后测量，即，空气-和癸烷-水。虽然微凝胶的总面内尺寸随着界面张力的增加而增加，但位于水相中的微凝胶的部分或分数不受影响。我们将微凝胶占据的面积与界面的表面张力相关联，这允许估计弹性模量。在纳米压痕测量相比，我们观察到一个较大的弹性模量的微凝胶。通过结合压缩，沉积和可视化，我们表明，微凝胶单层的二维相行为没有改变，虽然微凝胶具有较大的总面内尺寸在较高的界面张力。本预印本和电子补充信息的同行评审和扩展版本可在S.~ Bochenek，A.~ Scotti，W.~ Richtering，\textit{Soft Matter}，2020，DOI：10.1039/d0sm01774 d.
2020-12-08 cond-mat.soft
Dielectric permittivity of water confined in stacks of charged lipid layers: extracting profiles from molecular dynamics simulations using a modified Poisson-Boltzmann equation
Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光物质研究所）；UPR 22/CNRS, Institut Charles Sadron, Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学，法国国家科学研究中心查尔斯·萨德龙研究所）
本文提出一种修改的泊松-玻尔方程模型，用于研究水在带电脂层堆叠中的介电极化率剖面，揭示脱水导致的膜间吸引现象。
2025-09-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
