Universal deformation of soft substrates near a contact line and the direct measurement of solid surface stresses
液滴使其接触线附近的软基底变形。使用共聚焦显微镜，我们测量由于甘油和氟化油液滴的范围内的液滴半径和基板厚度的硅凝胶基板的变形。对于所有液滴，基板变形采取接近接触线的通用形状，其取决于液体成分，但与液滴尺寸和基板厚度无关。这种形状是由接触线处的界面张力的平衡决定的，并且提供了一种用于直接测定软基底的表面应力的新方法。此外，我们测量的接触角与液滴半径的变化，并表明杨氏定律失败的小液滴时，他们的半径接近的弹性毛细管长度尺度。对于较大的液滴，宏观接触角是恒定的，与杨氏定律一致。
2012-10-25 cond-mat.soft
New exact solutions for the evaporation flux density of a small droplet on a flat horizontal substrate with a contact angle in the range of 135-180 degrees
针对钝角疏水接触角范围缺乏简化蒸发通量密度公式的问题，本文给出离散接触角的新精确解，并显式导出135度与150度下无积分的简洁表达式。
2023-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Static wetting on deformable substrates, from liquids to soft solids
杨氏定律在接触线附近有大量变形的软固体和液体基底上失效。在液体基板上，这是由诺依曼的经典分析，它提供了一个几何结构的界面自由能最小化捕获。在软固体上，总自由能包括弹性的附加贡献。一个线弹性模型，结合了平面外的回复力，由于固体表面张力最近被证明是准确地预测的平衡形状的薄弹性膜，由于一个大的固着液滴。在这里，我们扩展这个模型，以找到基板变形由于任意大小的液滴。虽然宏观接触角与大液滴的杨氏定律相匹配，但它与小液滴的诺依曼预测相匹配。通过固体的表面张力和弹性模量的比率粗略地给出交叉液滴尺寸。在该交叉处，宏观接触角增加，表明基材实际上润湿性较低。对于所有尺寸的液滴，接触线附近的微观行为遵循诺依曼结构，给出局部力平衡。
2012-09-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-sorting of Bi-dispersed Colloidal Particles near Contact Line of an Evaporating Sessile Droplet
我们调查沉积模式和相关的形态蒸发后形成的水液滴含有单分散和双分散的胶体颗粒。特别是，基板加热和颗粒直径的综合效果进行了研究。我们采用高速可视化，光学显微镜和扫描电子显微镜来表征蒸发液滴，颗粒运动，和沉积物的形态，分别。在单分散胶体颗粒的情况下，较小和较大的颗粒分别在非加热表面上形成内部沉积物和典型的环。在较大的衬底温度下，形成具有内部沉积物的薄环，这可以通过接触线的自钉扎和颗粒从接触线到液滴中心的平流来解释。在双分散的胶体颗粒的情况下，环内的胶体颗粒的自分选在较大的基板温度下发生。与较大直径的颗粒相比，较小的颗粒沉积在最外边缘处，并且在接触线附近的停滞区域中的这种优先沉积是由于基板上方的液体-气体界面的空间变化的高度。分选发生在较小和较大颗粒的直径的较小比率下。在较大的衬底温度和较大的比率下，颗粒不会被分选并且彼此混合。我们的测量结果表明，存在一个临界衬底温度以及直径比，以实现分选。我们提出了制度地图基板温度颗粒直径和基板温度直径比平面单分散和双分散的解决方案，分别。
2018-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Scaling of the elastic contribution to the surface free energy of a nematic on a sawtoothed substrate
我们表征的弹性贡献的表面自由能的一个certain在存在的certain基板。我们的研究结果是基于数值最小化的Landau-de Gennes模型和分析计算的Frank-Oseen理论。在衬底的楔形和顶点中的向错线（其特征在于非半整数缠绕数）的成核引起与qlnq成比例的前导阶，该前导阶与对表面自由能量密度的弹性贡献成比例，q是与衬底周期性相关联的波数。
2010-06-23 cond-mat.soft
Liquid Hertz Contact: softness of weakly deformed drops on non-wetting substrates
弱变形液滴在非润湿表面上的行为通常用线性模型来描述。我们表明，这些简单的图片不能占测量液滴的振动或反弹的超疏水基板上的动态。我们证明，在以前的作品中观察到的一些特殊的实验观察可以通过对数校正的线性模型来理解。
2012-09-24 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Contact Line Catch Up by Growing Ice Crystals
冻结对接触线运动的影响是理解毛细流动凝固的科学挑战。在这封信中，我们实验研究的水滴在冷基板上的传播和冻结。我们证明，凝固停止蔓延，因为冰晶赶上前进的接触线。事实上，我们观察到的形成和生长的冰晶沿基板在下降蔓延，并表明，它们的速度等于接触线速度时，下降停止。模拟晶体的生长，我们预测了晶体前沿的形状，并表明衬底的热性能对冻结滴半径起着重要作用
2022-07-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Layer-by-layer assembly of colloidal particles deposited onto the polymer-grafted elastic substrate
利用自洽场和密度泛函理论，我们提出了一种在聚合物接枝基底上实现胶体空间有序排列的新途径。我们发现，接枝聚合物到基板上可以有效地控制沉积的胶体之间的平衡的结果的空间分散的胶体沉降力和熵弹性力的刷子，和胶体可以形成意想不到的有序结构上的接枝基板。胶体颗粒在弹性“软”基底上的沉积过程包括两个步骤：刷介导的胶体晶体的一维排列和受控的逐层生长，所述逐层生长由非吸附性聚合物溶剂熵驱动，随着颗粒的增加。结果表明，通过简单地使用接枝基板，而不是周期性图案化的模板，在适当选择的胶体尺寸，有效的沉积电位，刷覆盖密度的高度有序和无缺陷的结构的生产的可能性。
2006-11-04 cond-mat.soft
Effect of the density of pillar-patterned substrates on the contact mechanics: Transition from top to mixed contact with a detailed pressure-field description
当球面透镜与周期性图案化衬底彼此压靠时，观察到它们之间的不同接触状态。当仅最高基底部分接触透镜时发生顶部接触，而混合接触意味着最高和最低基底部分都与透镜接触。在本文中，我们研究了基板的图案密度，以及它的物理特性和透镜的物理特性，决定了从顶部接触到混合接触的过渡。实验和数值模拟已经进行，作为补充的方法来获得数据，并已开发的理论分析，以获得洞察的物理参数的接触过渡的效果。因此，提出了一个相图，在负载和接触半径方面，结合了三种方法（实验，数值和理论）的观察结果，揭示了三种接触机制的边界：（1）确定性驱动的接触，（2）顶部接触，和（3）混合接触。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Drops on soft solids: Free energy and double transition of contact angles
弹性基底上液滴的平衡形状是通过最小化弹性和毛细自由能来确定的，重点是厚的不可压缩基底。这个问题是由三个长度尺度：液滴的大小$R$，分子大小$a$，表面张力与弹性模量之比$γ/E$。我们表明，接触角经历两个转变时，改变基板从刚性到软。当$γ/Ea \gg 1$时，微观润湿角偏离杨氏定律，而表观宏观润湿角仅在非常软的极限$γ/ER \gg 1$内变化。在假定固体表面能为常数的简化情况下，计算了弹性形变。在较软的基材上，总自由能较低，与最近的实验一致。
2014-03-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplets move over viscoelastic substrates by surfing a ridge
软固体上的液滴在接触线以下产生强烈的变形，这是由于毛细力和弹性力的平衡。这些液滴的运动可能会在软固体中引起强烈的、潜在的奇异耗散。在这里，我们表明，一个软基板上的下降移动冲浪脊：最初平坦的固体表面变形成一个尖锐的脊，其方向角取决于接触线速度。我们测量了硅凝胶上的水的这个角度，并根据基材流变学发展了一个理论。我们定量地恢复动态接触角，并提供了一个机制，粘滑运动时，一滴被迫强烈：接触线depins和下滑的润湿脊，形成一个新的瞬态后。我们预计，我们的理论将有影响的问题，如自组织的细胞组织或设计的毛细作用为基础的微流变仪。
2016-03-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contact of a spherical probe with a stretched rubber substrate
我们报告的理论和实验研究的正常接触的拉伸neo-Hookean基板与刚性球形探头。从已发表的用于预拉伸的新胡克基底上的增量位移的表面格林函数的公式开始（L.H. Lee \textit{J. Mech. Phys. Sol.} \textbf{56}（2008）2957-2971），一种模型是针对粘合剂和非粘合剂接触两者导出的。椭圆形接触区域的形状连同接触载荷和接触刚度被预测为基底的面内拉伸比$λ_x$和$λ_y$的函数。该模型的有效性进行了评估接触实验使用单轴拉伸硅橡胶。对于低于约1.25的拉伸比，在理论和实验之间观察到良好的一致性。在此阈值以上，由于硅橡胶的机械响应偏离模型中嵌入的新Hokeean描述，导致与理论预测的一些偏差。
2017-03-20 cond-mat.soft
A criterion for the pinning and depinning of an advancing contact line on a cold substrate
凝固对液体扩散的影响是解决在$T_p < T_f$，无限导热率，其中$T_f$是熔化温度的冷基板上的前进液体楔的情况下。我们提出了一个模型，来自润滑理论的接触线动力学，毛细压力和粘性应力之间的平衡是在发挥作用，在这里适应的几何形状的四重线的蒸汽，液体，固化液体和基底满足。Stefan热问题在分子和介观尺度之间的中间区域得到解决，从而可以预测固化液体表面的形状。表观接触角与前进速度$U$的关系存在一个最小值，该值被设定为从连续前进到钉扎的转变。我们假设，这种转变对应于实验观察到的临界速度，依赖于过冷温度$T_f-T_p$，低于该温度下的液体被钉扎，并与粘滑动力学的进步。模型的解析解与实验数据在定性上吻合较好。我们讨论的方式，以获得更好的定量协议，特别是可以获得时，介观截止长度是温度依赖性。
2020-01-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Line tension and morphology of a sessile droplet on a spherical substrate
研究了线张力对置于凸球形基底上的固着液滴形貌的影响。液滴的形态是由亥姆霍兹自由能的全局最小值确定的。液滴与球形基底之间的接触角由广义杨氏公式表示。当线张力为正且大时，接触角不连续地跳跃到$180^{\circ}$，圆形接触线朝向基底的顶部收缩，并且液滴从基底脱离，如果基底是疏水的则形成球形液滴（即，杨氏接触角大）。这一发现与Widom [J. Phys. Chem. { \bf 99}，2803（1995）]预测的一致;线张力在平坦基材上引起干燥转变。另一方面，接触角跳跃到$0^{\circ}$，圆形接触线朝向基底的底部收缩，并且如果基底是亲水性的，则液滴在基底上扩散以形成包裹的球形液滴（即，杨氏接触角小）。因此，在球形基底上，由于基底的表面积是有限的，不仅帽形到分离的球形液滴的干燥转变，而且帽形到包裹的球形液滴的润湿转变也可以发生。当线张力为负且其大小增加时，接触线从上方或下方渐近地接近赤道。具有与赤道重合的接触线的液滴是第一变分问题的孤立奇异解。在这种情况下，接触线被固定，并且不能移动到线张力小于临界值的程度，在临界值处发生润湿转变。
2016-04-27 cond-mat.soft
Investigations into the complete spreading dynamics of a viscoelastic drop on a spherical substrate
研究了在毛细驱动条件下球形弹性非牛顿液滴在球形基底上的铺展动力学。我们使用简化的Phan Thien Tanner模型来表示弹性非牛顿液滴的流变学。我们把液滴看作是平面上的一个弹坑来计算接触线附近的粘性耗散。遵循与毛细力-粘性力平衡相容的方法，建立了描述铺展过程中接触线时间演化的演化方程。我们表明，从理论计算得到的接触线速度与我们的实验观察相匹配。此外，正如目前的实验观察所证实的，我们的分析认为有效地捕捉到的现象，在后期阶段的蔓延，其中线张力的影响成为主导。流体的粘弹性参数的增量增加了接触线处的粘性耗散效应。可以看出，较高的耗散效应导致液滴在球形基底上的润湿时间的增强。此外，我们已经表明，流体的弹性性质导致在任何时刻的动态接触角的增量相比，其牛顿对应。最后，我们揭示了接触角增加的现象导致液滴完全润湿所需的时间随着流体粘弹性的增加而增加。本文将填补一个空白，仍然影响现有的文献，由于不可用的实验研究的弹性非牛顿液滴在球形基板上的蔓延。
2021-02-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop Impact on Hot Plates: Contact times, Lift-off and the Lamella Rupture
当液滴撞击在加热的基底上时，它可以保持沉积，或者在接触中剧烈沸腾，或者在接触或不接触表面的情况下离开。这种现象被称为莱顿弗罗斯特效应。液体-基底接触的持续时间和面积与热传递以及诸如腐蚀的其他效应高度相关。然而，大多数实验研究依赖于侧视图成像来确定接触时间，并且这些接触时间通常与直到液滴从基板上剥离的时间混合。在这里，我们开发并验证了一种可靠的方法，接触时间测定使用高速X射线和全内反射测量。我们举例比较接触和剥离时间的平面硅和蓝宝石基板。我们表明，即使没有形成一个完整的蒸汽层，液滴可以反弹，具有广泛的升空时间。在蓝宝石，我们发现一个局部最小的提离时间远短于毛细管反弹在相对较低的温度制度的过渡沸腾/热原子化。我们阐明了相关的潜在机制自发破裂的薄层和后退的接触面积。
2020-07-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Deformation of an Elastic Substrate Due to a Resting Sessile Droplet
在非常软的基板上，静止的流体液滴将导致基板的显著变形。这种变形是由接触线处的毛细力和固体表面处的流体压力的组合驱动的。这些力在表面处由基底变形引起的固体牵引应力平衡。预测液滴的平衡接触角的杨氏定律也表明刚性基底的先验径向力平衡，但不一定是在负载下变形的软基底。它仍然是一个悬而未决的问题，是否接触线传递一个非零的径向力的基板表面，除了传统的垂直力。我们提出了一种分析傅里叶变换解决方案的技术，包括一般的界面能条件，管理的接触角的二维液滴。这包括评估重力对液滴形状的影响，以便确定用于较大液滴的基板表面处的正确流体压力。重要的是，我们发现，为了避免在接触线下的非零径向接触线力的应变奇异性，它是必要的，包括一个以前忽略的径向牵引边界条件。为了量化的接触线的影响，并确定关键的数量，将实验访问测试模型，我们评估的解决方案的基板表面位移场的泊松比和零/非零的径向接触线力的函数。
2016-07-05 cond-mat.soft
Instabilities of ring-rivulets: Impact of substrate wettability
Roskilde University（罗斯基勒大学）；Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)（意大利国家研究委员会）；INFN, sezione Roma “Tor Vergata”（罗马“托尔维加塔”分部意大利核物理研究所）
研究通过数值模拟探讨基底润湿性对环状液膜退湿动力学的影响，揭示了接触角分布对液膜稳定性及液滴形成形态的调控作用。
2024-12-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of a Monolayer of Microspheres on an Elastic Substrate
我们提出了一个模型，波在弹性基底上的单层球的传播。该模型，它认为矢状极化波，包括：水平，垂直和旋转自由度;正常和剪切球和基板之间的耦合，以及相邻的球体之间;和弹性基板中的波传播的影响。对于单层相互作用的球体，我们发现三个接触共振，其频率给出了简单的封闭形式的表达式。对于单层的孤立球，只有两个共振。接触谐振耦合到衬底中的表面声波，导致模式杂交和“避免交叉”现象。我们提出了一个单层的二氧化硅微球的二氧化硅基板上的色散曲线，假设粘合剂，赫兹相互作用，并比较计算使用有效介质近似的离散模型的单层刚性基板上。虽然有效介质模型不考虑离散晶格效应在短波长，我们发现，它是非常适合描述的单层和基板之间的相互作用在长波长的限制。我们建议，一个完整的图片的离散单层粘附到弹性基板的动态可以找到使用离散和有效介质描述的结果相结合。该模型是潜在的可扩展的使用与微观和宏观尺度的系统，并提供了实验提取接触刚度从测量的声学分散的前景。
2015-06-28 cond-mat.soft
Elastocapillary deformations on partially-wetting substrates: rival contact-line models
部分润湿的液体可以使其所搁置的下面的弹性基底变形。这种情况需要发展理论模型来描述由液滴施加到固体基底上的润湿力，特别是在接触线处的润湿力。我们构建了一个通用的解决方案，使用位移势函数的弹性形变在有限的弹性基板与这些润湿力，并比较几种不同的接触线模型的结果。我们的工作包括内部贡献的表面应力从液体/固体$Σ_{ls}$和固体/气体$Σ_{sg}$固体表面张力（表面应力），这将导致在一个非标准的边界值问题，我们使用一个对偶积分方程解决。我们比较我们的结果与相关的实验，并得出结论，固体表面张力$Σ_{ls} \neq Σ_{sg}$的泛化是一个重要的功能，在任何模型的部分润湿。比较也使我们能够系统地消除一些建议的接触线模型。
2014-05-01 cond-mat.soft
Nematic liquid crystals in contact with geometrically and chemically patterned substrates: A Monte Carlo Study
用非Boltzmann蒙特卡罗方法研究了一端为几何图形和化学图形衬底，另一端为具有强锚定的平面衬底的向列型液晶。我们观察到显着的偏离连续为基础的预测的相图，这是研究作为一个函数的倾斜角在顶部基板和厚度的细胞。在较大的倾斜角在顶部基板的双轴性的发病观察。在几何图形和化学图形之间引入的相移对系统中的指向矢结构有显著的影响。
2010-10-15 cond-mat.soft
Parametric excitation of wrinkles in elastic sheets on elastic and viscoelastic substrates
支撑在柔顺介质上的薄弹性片在侧向压缩下形成褶皱。由于侧压力与板的变形相耦合，因此在时间上周期性地改变侧压力会产生参数激励。本文研究了半无限大弹性或粘弹性介质上支承的薄板在小于静阻尼临界压力下的阻尼模态的参数共振。我们发现独特的行为作为激发振幅和频率的函数，包括（a）与静态波长相比，动态皱纹波长对片材厚度的不同依赖性;以及（b）在足够大的压力下，在增加激发频率时，皱纹波长的不连续减小。在粘弹性基底的情况下，共振振荡需要跨越激励振幅的阈值。在相关的实验系统中观察这些现象的频率是千赫兹或更高的量级。我们讨论了实验结果的影响。
2021-05-29 cond-mat.soft
A mechanically-derived contact model for adhesive elastic-perfectly plastic particles. Part II: Contact under high compaction--adding a bulk elastic response
本文提出了一种处理高压实下体弹性接触阶段的方法，通过引入附加体弹性力及其触发准则，完善了粘弹性-理想塑性颗粒的多邻居依赖接触模型，使其能准确预测复杂载荷下的接触行为。
2023-09-13 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
Contact-based and spheroidal vibrational modes of a hexagonal monolayer of microspheres on a substrate
我们研究了密排六角形晶格的球体粘附在衬底上，沿高对称性方向传播的声学模式。该模型，占正常和剪切耦合之间的球体和球体和基板之间，产生三个基于接触的振动模式，涉及平移和旋转运动的球体。此外，我们研究了微扰方法中球-衬底和球-球接触对球振动模式的影响。球体-基板相互作用导致在与基板的接触点处具有非零位移的模式的频率上移。球-球相互作用导致球状模式的色散，将它们转变为传播波，尽管具有小的群速度。基于接触和球形模式的分析色散关系，并与方形晶格的结果进行比较。
2017-03-14 cond-mat.soft physics.class-ph
Size-dependent contact angle, and wetting and drying transition of a droplet adsorbed on to a spherical substrate: Line tension effect
研究了球形基底上球形帽状液滴的体积变化与尺寸相关的接触角和干湿形态转变。线张力效应包括使用严格的亥姆霍兹自由能公式中的液滴毛细管模型。当基底是疏水性的并且液滴体积小时，发生从帽形到球形液滴的形态干燥转变，类似于在平坦基底上预测的转变。此外，对于亲水性基底和大的液滴体积，发生从帽形到包裹的球形液滴的形态润湿过渡。接触角取决于液滴尺寸：在线张力为正时，其随着液滴体积的增加而减小，而在线张力为负时，其增加。当线张力为正且较大时，球形液滴和包裹液滴是稳定的。
2016-09-22 cond-mat.soft
Substrate Specificity of Peptide Adsorption: A Model Study
将接触密度链增长算法应用于晶格杂聚物，我们确定了非接枝的疏水极性杂聚物的构象转变，该杂聚物具有103个残基，位于极性，疏水性和均匀吸引力的基底附近。仅引入两个系统参数，表面接触和固有的疏水接触的数量，分别，我们得到令人惊讶的复杂的温度和溶剂依赖性，基板特定的伪相图。
2007-10-22 cond-mat.soft
Pattern Formation in a Substrate--Contactor System with Two Interacting Incompressible Elastic Films
研究了两个相互作用（例如，通过范德华力）的不可压缩薄膜的表面稳定性，其中一个薄膜粘结到基底上，另一个薄膜粘结到接触器上，这是对Shenoy和Sharma，Physical Review Letters 18，119- 122（2001）的工作的扩展。分析表明，不稳定的波长强烈地依赖于剪切模量和厚度的薄膜，但不依赖于相互作用的性质和大小。当膜具有相等的剪切模量时，不稳定性的波长具有在每个膜与刚性接触器相互作用的不稳定性的波长之间的中间值。另一方面，如果薄膜具有不同的剪切模量但厚度相等，则不稳定性的波长与薄膜与刚性接触器相互作用时的波长相同。在更一般的情况下，当两个膜具有不同的剪切模量和厚度时，临界波长的性质更复杂。当接触膜的剪切模量与结合到基板的膜的剪切模量的比率超过5.32时，随着接触膜的厚度增加，不稳定性的波长从接近于由结合到基板的膜的厚度确定的值的值跳跃到接触膜的值。
2001-08-19 cond-mat.soft
Phase behavior of a nematic liquid crystal in contact with a chemically and geometrically structured substrate
在Frank-Oseen模型下研究了与具有局部垂面锚定和平面锚定交替条纹图案的光栅表面接触的液晶。化学和几何表面图案的组合导致丰富的相图，涉及垂面，平面和倾斜的织构。研究了沟槽深度和锚定强度对不同织构间相变位置和顺序的影响。研究了一种在平面光栅表面和平面衬底之间引入强垂直锚定的液晶的天顶向双折射器件。
2005-03-18 cond-mat.soft
Mesoscopic analysis of Gibbs' criterion for sessile nanodroplets on trapezoidal substrates
考虑到前体膜伴随纳米液滴在梯形基板上，我们表明，在介观水平的描述，一个没有观察到的现象，液体-气体-基板接触线钉扎在基板边缘。这种现象存在于宏观描述中，并导致非唯一的接触角，其可以在由所谓的吉布斯准则确定的范围内取值。在增加纳米液滴的体积时，在介观方法内评估的表观接触角在满足Gibbs准则的两个极限值之间连续变化，同时接触线平滑地移动穿过梯形基底的边缘。接触线的位置范围的空间范围对应于接触角在吉布斯准则给出的值之间的变化，是十个流体颗粒直径的数量级。
2011-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spreading law of non-Newtonian power-law liquids on a spherical substrate by energy balance approach
从理论上研究了非牛顿幂律液体（剪切稀化和剪切稀化液体）的帽形球形液滴在毛细管控制的扩散制度中完全润湿球形基底的扩散。采用在三相接触线附近具有楔形弯月面的火山口状液滴模型计算接触线附近的粘性耗散。然后采用能量平衡法推导出控制接触线演化的方程。液滴的动态接触角$θ$随时间的变化服从扩散指数为$α$的幂律$θ\sim t^{-α}$，不同于牛顿流体和非牛顿流体在平板上的Tanner定律。此外，线张力主导的扩展，这可以实现在一个球形基板上的扩展的后期阶段时，接触角变小，接触线的曲率变大，也进行了研究。
2017-10-10 cond-mat.soft
Ordering of adsorbed rigid rods mediated by the Boussinesq interaction on a soft substrate
由软基底的机械变形驱动的取向有序在材料转变过程中起着重要作用，如弹性毛细作用和表面锚定。我们提出了一个理论模型的各向异性棒沉积到一个表面上的软，弹性基板的有限厚度的取向响应。我们发现，各向异性棒表现出连续的各向同性的相变，驱动表面沉积棒之间的取向相互作用。这种相互作用是介导的变形下的弹性基板，并量化的Boussinesq解决方案适用于细长的情况下，表面沉积棒。从微观棒-棒相互作用，我们得到适当的Maier-Saupe平均场的描述，其中包括Boussinesq弹性自由能的贡献，由于基板的弹性，推导出连续的取向有序过渡的存在条件，并讨论结果的含义在软（生物）系统的上下文中。
2020-09-29 cond-mat.soft
The characterization of wettability of substrates by liquid nanodrops
基材的润湿性由接触角表征。Derjaguin开发的简单公式，涉及到纳米级液滴的接触角和分离压力的适用性被重新考虑的挥发性液体的一阶润湿转变的理论框架内。它的结论是，他的公式一般是正确的大液滴在不完全的基底。但它不能应用于纳米液滴，特别是，在一个完全可吸收的基板上。甚至对于纳米液滴也可以限定有效接触角。提出了一个类似于Derjaguin公式的公式，通过该公式，我们可以计算在不完全和完全润湿的基底上的纳米片的接触角，其中液滴的整个体积是在分离压力的影响下。
2012-12-29 cond-mat.soft
Indentation of an elastic arch on a frictional substrate: Pinning, unfolding and snapping
Ritsumeikan University（立命馆大学）
研究弹性拱在摩擦基底上的力学行为，揭示三种配置类型及 snapping 转变机制，通过理论与数值模拟分析弹性、几何与摩擦的相互作用。
2026-01-02 cond-mat.soft
On the elastic energy and stress correlation in the contact between elastic solids with randomly rough surfaces
当两个具有随机粗糙表面的弹性固体接触时，在界面处将出现非常不均匀的应力分布σ（x）。在这里，我研究弹性能和关联函数<sigma（q）sigma（-q）>，其中sigma（q）是sigma（x）的傅立叶变换，其中<...>代表系综平均。我将<sigma（q））sigma（-q）>与界面处存储的弹性能联系起来，并且我表明，对于自仿射分形表面，非常普遍的是<sigma（q）sigma（-q）> \sim q^{-（1+H）}，其中H是自仿射分形表面的Hurst指数。
2008-05-06 cond-mat.soft
Relation between the contact force and local geometry for an elastic curve under general surface confinement
对非物质性物体的限制在许多生物、医学和工程场景中是普遍存在的。由于弹性与几何约束相互作用引起的未知接触力，确定柔性细丝和表面限制之间的机械相互作用的定量是特别具有挑战性的。本文考虑一种简化的受限物体模型：表面约束下的弹性曲线。利用考虑接触作用的局部力和力矩平衡方程，推导了约束弹性曲线上表面所施加的接触力。揭示了平衡状态下接触力与局部几何的关系，为直接从局部约束几何获得接触力提供了一条途径。提供的例子来说明如何计算接触力从获得的几何形状。我们相信，我们的研究结果有助于未来的努力，在力学的表面约束下的物体。
2022-12-05 cond-mat.soft
Thermal fluctuations of an interface near a contact line
用解析和数值方法研究了部分润湿不可渗透基底的液体界面接触线附近的热涨落效应。提升的界面轮廓和接触线的位置为随机变量，我们探讨了相应的波动接触线问题的平衡性质的基础上的界面哈密顿量涉及的“接触”结合势。为了便于分析处理，我们考虑一维界面的情况。接触线处的有效边界条件由无量纲参数确定，该无量纲参数编码微观尺度下的热能和衬底能量的相对重要性。我们发现，这个参数控制从部分润湿到伪部分润湿状态的过渡，后者的特征在于由固定厚度的薄预湿膜。相反，在部分润湿状态下，轮廓通常经由指数变薄的预润湿膜接近基底。我们表明，独立的物理在微观尺度上，杨氏角恢复足够远离基板。界面和接触线的波动引起有效分离压力，随高度呈指数下降。因此，波动提供了一个正则化的奇异接触力发生在相应的确定性问题。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
Slip Morphology of Elastic Strips on Frictional Rigid Substrates
采用理论和实验相结合的方法研究了刚性摩擦基底上弹性条在垂直压应力作用下的形貌。我们发现了丰富多样的形态，其中-当弯曲弹性占主导地位的重力的影响-被分为三种不同类型的状态：钉扎，部分滑动，和完全滑动，这取决于垂直应变和静摩擦系数的大小。我们开发了一个理论的弹性混合夹紧铰链的边界条件下结合库仑-阿蒙顿摩擦定律，并找到了很好的定量协议与模拟和控制物理实验。我们还讨论了重力的影响，以弥合刚性带和柔性弦或绳的定性行为的差异。因此，我们的研究补充了最近关于弹性绳索盘绕的工作，并朝着建立对薄弹性物体如何与固体表面垂直相互作用的统一理解迈出了重要的一步。
2017-02-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Traction force microscopy on soft elastic substrates: a guide to recent computational advances
测量软弹性基底上的细胞牵引力已成为许多从事机械生物学研究的实验室的标准工具。在这里，我们回顾这种方法的基本原则和不同的变体。在一般情况下，从图像数据中提取的基板位移场和重建过程的力量是紧密相连的，彼此之间的实验噪声的存在和限制。我们讨论了不同的策略来重建细胞的力量，因为他们遵循弹性理论的基础，包括二维与三维，逆与直接和线性与非线性的方法。我们还讨论了生物物理模型如何提高力重建和评论的实际问题，如基板准备，图像处理和软件的可用性牵引力显微镜。
2015-06-08 cond-mat.soft q-bio.CB q-bio.QM
Generalized Berreman's model of the elastic surface free energy of a nematic liquid crystal on a sawtoothed substrate
在本文中，我们提出了一个推广的Berreman的模型的弹性贡献的表面自由能量密度的液晶在一个支持垂面锚定，作为一个函数的波数的表面结构$q$，倾斜角$α$和表面锚定强度$w$的衬底存在。除了以前报道的非解析贡献成正比于$q\ln q$，由于在楔形底部和顶点的衬底的向错线的成核，下一个领先的贡献是成正比于$q$对于一个给定的衬底粗糙度，与Berreman的预测。我们计算了这个项，发现它有两个贡献：相对于对应于孤立的向错线的指向矢场的偏差，以及它们相关的核心自由能。从Landau-de Gennes模型得到的结果比较表明，我们的模型是相当准确的极限$wL>1$，当强锚定条件有效地实现。
2012-05-18 cond-mat.soft
Evaporation of dilute sodium dodecyl sulfate droplets on a hydrophobic substrate
载有表面活性剂的固着液滴的蒸发在自然界和工业应用如喷墨印刷中无所不在。当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度（CMC）时，可溶性表面活性剂开始在水溶液中形成胶束。在这里，十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液固着液滴在疏水表面上的蒸发进行了实验研究，SDS浓度范围从0.025到1 CMC。与静止水滴的恒定接触角相反，我们观察到，在同一表面上，浓度低于0.5 CMC的SDS负载液滴的接触角首先减小，然后增大，最后减小，导致局部接触角最小。令人惊讶的是，发现最小接触角显著低于静态后退接触角，并且其随着初始SDS浓度的降低而降低。此外，发现在局部接触角最小值处的本体SDS浓度随着初始SDS浓度的降低而降低。观察到的接触角最小值相对于归一化蒸发时间的位置及其最小值被证明与相对湿度和液滴体积以及因此与总蒸发时间无关。我们讨论了所观察到的接触角动力学在基板上的SDS分子在浓度低于0.5 CMC的无序层的形成。本工作强调了固着液体表面活性剂液滴蒸发的复杂性和蒸发过程中的表面活性剂-基板相互作用的影响。
2019-08-26 cond-mat.soft physics.atm-clus physics.flu-dyn
Elastic shakedown and roughness evolution in repeated elastic-plastic contact
本研究通过连续介质模拟揭示反复弹塑性接触中粗糙度的演化规律，发现粗糙度先于弹性安定趋近稳态，小尺度粗糙度和高度分布偏度无稳态，且多尺度特性由前几次压痕决定。
2023-12-01 cond-mat.soft
Optimal mechanical interactions direct multicellular network formation on elastic substrates
在组织形态发生过程中，细胞自组织成功能性的有序结构，这是一个使人联想到胶体自组装成工程软材料的过程。了解细胞间的机械相互作用如何驱动有序和功能性多细胞结构的形成在发育生物学和组织工程中非常重要。在这里，通过结合弹性基板上的收缩细胞与内皮细胞培养实验的基于代理的模型，我们表明，基板变形介导的细胞之间的机械相互作用可以集群和对齐成分支网络。受血管生成网络的结构和功能的启发，我们预测了如何测量网络连接，如渗流和分形维数，以及局部形态特征，包括路口，分支和环取决于细胞收缩性和密度，并对基板的弹性性能，包括刚度和压缩性。我们预测和实验证实，细胞网络的形成是基板的刚度依赖，是最佳的中间刚度。总的来说，我们表明，长距离，机械相互作用提供了一个最佳的和一般的多细胞自组织的策略，导致更强大和更有效的实现空间跨越网络，而不仅仅是通过本地细胞间的相互作用。
2023-01-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
Percolation and Reynolds flow in elastic contacts of isotropic and anisotropic, randomly rough surface
在这项工作中，我们数值研究了各向同性和各向异性，刚性，随机粗糙表面和线性弹性的对立面之间的弹性接触，以及随后的雷诺流通过两个接触固体之间的间隙。我们发现渗流阈值取决于流体流动方向时，Peklenik数表示各向异性，除非系统的大小明显超过滚降波长平行于容易流动的方向。确认了接近0.415的临界接触面积。启发式校正的有效介质处理令人满意地提供了雷诺流体流动传导，例如，对于各向同性粗糙度，我们确定了精确的封闭形式的表达式，它只依赖于平均间隙和相对接触面积。
2020-10-26 cond-mat.soft
Adhesive contact between a rigid body of arbitrary shape and a thin elastic coating
应用能量平衡原理于刚性压头与刚性基底上的弹性层的接触，提供了一个非常简单的分离准则的推导，该分离准则早先已经通过复杂得多的渐近分析获得。该标准允许计算平头压头任意接触的粘合强度，其发生与压头的面的面积成比例，并且不依赖于其形状。类似地，在任意三维形状的情况下，粘附接触问题可以容易地解决。
2018-05-22 cond-mat.soft
Line tension and morphology of a droplet and a bubble attached to the inner wall of a spherical cavity
研究了线张力对置于球形空腔内壁上的透镜状液滴和气泡形态的影响。透镜状液滴与凹球形基底之间的接触角由广义杨氏公式表示。发现球形衬底的赤道起着至关重要的作用。无论是接触线在基板上半球的液滴还是接触线在基板下半球的液滴都不能连续地相互转化。在疏水性基底上，接触角不连续地跳跃到$180^{\circ}$，当线张力为正且较大时，液滴从基底上脱离形成球形液滴。这类似于平坦基底上的干燥转变。另一方面，在亲水性基材上，当线张力为正且大时，接触角不连续地跳跃到$0^{\circ}$。然后，液滴在整个内壁上扩散，留下球形气泡。因此，不仅干燥转变，而且润湿转变是由凹球形基底上的正线张力引起的。还存在稳定和亚稳液滴，其相图可以是复杂的。当线张力为负且其大小增加时，接触线从上方或下方无穷小地接近赤道。然而，它不能连续地穿过球形空腔的赤道。具有与赤道重合的接触线的液滴是奇异液滴。接触线被固定，无论线张力的大小如何，都不能移动。
2016-04-27 cond-mat.soft
Self-Affine Elastic Contacts: Percolation and Leakage
我们研究流体流动的弹性固体与随机粗糙，自仿射表面之间的接口。我们通过数值模拟表明，与传统的密封方法相比，弹性形变降低了接触贴片渗透的相对接触面积。弹性形变还抑制了通过接触的泄漏，即使远离渗流阈值。通过将Bruggeman的雷诺方程的有效介质解的稍微修改的版本与Bruggeman的接触力学理论相结合，可以获得可靠的泄漏估计。
2013-08-15 cond-mat.other cond-mat.soft
Morphology of soft and slippery contact via fluid drainage
软质材料在流体中的接触形成过程伴随着流体的排出和弹性形变。因此，控制润滑压力和弹性之间的耦合提供了设计对湿表面或浸水表面具有可逆和动态粘附的材料的策略。我们的特点是弹性形变的纳米级粗糙度的软涂层，因为它的方法和接触的刚性表面在流体环境中。在接近过程中的润滑压力引起弹性形变并防止接触形成。我们观察到的变形配置文件是显着不同的弹性半空间时，所观察到的软涂层的厚度是可比的流体动力学半径。相比之下，我们表明，表面粗糙度有利于流体排水不改变的弹性形变。因此，弹性和滑动（由表面粗糙度引起）之间的耦合可能导致接触区域中的截留流体袋。
2018-09-28 cond-mat.soft
Boundary Element Method for non-adhesive and adhesive contacts of a coated elastic half-space
本文提出了一种新的边界元法（BEM）公式，用于模拟任意形状压头与涂有不同材料弹性层的弹性半空间之间的非粘着和粘着接触。我们使用快速傅立叶变换为基础的配方的边界元法，而基本解决方案是直接在傅立叶空间中确定。数值试验进行了验证与可用的渐近解析解的轴对称平面和球形压头形状的比较。
2018-07-05 cond-mat.soft
Crack Nucleation in the Adhesive Wear of an Elastic-Plastic Half-Space
粘着磨损过程中材料的脱落是由断裂机制驱动的，断裂机制受临界长度尺度的控制。以前在多粗糙磨损建模中的努力已经将这种微观过程应用于粗糙弹性接触。然而，实验数据表明，在粗糙接触界面处的纯弹性形变的假设是不现实的，并且接触中的凸体必须塑性变形以适应大的接触应力。因此，我们调查的后果塑性形变的宏观尺度上的磨损响应，使用新的弹塑性接触模拟。用经典的$J_2$塑性理论和饱和塑性模型对粗糙接触界面裂纹形核过程进行了对比分析。我们发现，在$J_2$模型中的塑性残余变形提高了表面拉伸应力，从而导致更高的接触裂纹成核的可能性。当材料更具延展性时，这种效果被示出为更强。我们还表明，接触之间的弹性相互作用可以增加的可能性，个别接触成核裂纹，无论接触本构模型。这是支持的统计方法，我们开发的基础上修改的格林伍德-威廉姆森模型，考虑到接触之间的弹性相互作用和接触的剪切强度。
2020-06-09 cond-mat.soft
Universal Law of Coiling for a Short Elastic Strip Contacting Within a Tube
发现无论是长弹性带在管内接触时，还是短弹性带在管内接触时，都存在一个普遍的卷曲规律。这里，我们考虑的弹性带具有$2 < L/R \le 2π$，其长度$L$与管半径$R$之比。通过改变$L/R$的比例，我们确定了四种类型的变形这样一个短的弹性带，即，两点接触，三点接触，连续接触，和自接触。理论公式在封闭的形式和实验证明，这四种类型被验证为任何弹性带内的管接触，无论弹性性能，带的长度，和管半径。我们的结果卷曲可以很容易地应用到各种物理系统，包括薄的柔性电子设备，范德华材料的卷轴形状，和DNA包装成病毒衣壳。
2023-03-15 cond-mat.soft physics.class-ph
Tuning the periodic V-peeling behavior of elastic tapes applied to thin compliant substrates
在本文中，我们调查的周期性剥离行为的相对对称剥离前线涉及弹性胶带剥离从可变形基板的有限厚度，背对刚性基础。我们处理的问题，通过一个充满活力的配方，我们发现，取决于初始分离长度$l$，基板厚度$h$和剥离周期性$λ$的值，剥离过程中的平移不变性丢失和恢复，作为剥离前线之间的弹性相互作用是有限的基板厚度。实际上，给定$h$和$λ$，可以发现分离长度的临界值，其能够防止在固定的施加载荷下胶带的不稳定剥离，从而相对于用于从刚性基材剥离的经典Kendall解决方案，导致增强的粘合强度。另一方面，给定几何系统配置（即，分离长度$l$），触发剥离所需的载荷可以通过方便地调节比率$h/λ$而最小化。这一特征可能对未来生物医学设备的创新设计的开发感兴趣，例如透皮药物递送系统或伤口敷料，需要低剥离粘附力以安全连续去除。
2019-11-25 cond-mat.soft
Nonlinear buckling and symmetry breaking of a soft elastic sheet sliding on a cylindrical substrate
本文研究了刚性圆柱基片外包裹的薄板的轴向压缩问题。在类似的系统中所表现出的折叠到折叠的过渡相比，我们发现，片总是折叠成一个单一的对称折叠，而周期解是不稳定的。在进一步压缩时，溶液破坏对称性并稳定为横卧褶皱。使用线性分析和数值计算，我们理论上预测的屈曲力和能量的压缩位移的函数。我们比较我们的理论实验采用圆柱形氯丁橡胶片，发现非常好的协议。
2015-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Adhesive and non-adhesive contact of a rigid indenter and a thin elastic layer with surface tension
我们考虑刚性基底上的薄软层与刚性圆柱压头之间的粘附接触（“线接触”），并考虑该层的表面张力。首先，它示出的接触区域外的表面的边界条件是由恒定的接触角-在与固体表面接触的流体的情况下。在薄层近似下，在通常的小压痕和小表面倾角的假设下，问题得到了解析解。
2020-02-05 cond-mat.soft
