Spreading of foam on a substrate
泡沫是一种工业上重要的物质形式，通常用于清洁物体，甚至我们自己的皮肤，这要归功于它能够将油和颗粒吸收到内部。为了清洁大面积，泡沫被散布在基底上，但最佳条件和机制尚不清楚。在这里，我们研究了泡沫是如何传播的基板上的刚性板作为传播速度，间隙高度，限制长度，泡沫量和基板的润湿性的函数。三种可区分的传播模式：均匀传播，非传播，细长传播。研究还发现，脱湿、锚定、剪切应力、粘性应力和屈服应力之间的耦合作用可以解释这种铺展的动力学和机理。这是泡沫的一个独特特征，在简单的液体中观察不到，这些发现对于理解其他软干扰系统（如细胞和乳液）的机械响应也至关重要。
2023-02-24 cond-mat.soft
The role of substrate mechanics in osmotic biofilm spreading
针对软底物上生物膜扩散机制不明的问题，本研究通过含生物量产生的软弹性表面悬浮液薄膜模型，揭示底物柔软度通过热力学耦合降低渗透流入从而减慢扩散，模型半定量匹配实验，强调底物固有性质的作用。
2024-12-07 cond-mat.soft
Spreading of Latex Particles on a Substrate
我们从实验和理论两方面研究了乳胶粒子在固体基质上的铺展行为。这些由交联聚合物链组成的颗粒具有固有弹性模量。我们表明，弹性必须考虑到所观察到的颗粒和固体基材之间的接触角，通过原子力显微镜技术测量。特别是，在我们的模型中计算的粘附功可以显着大于从经典的杜普雷公式。
2002-09-29 cond-mat.soft
Oscillatory Spreading and Surface Instability of a Non-Newtonian Fluid under Compression
淀粉溶液是强非牛顿流体，当受到载荷时，表现出表面不稳定性。将一滴流体夹在两块玻璃板之间，重量为1至5公斤。放在顶板上。流体和板之间的接触面积以振荡的方式增加，这与牛顿流体在类似情况下的情况不同。此外，周边发展粘性指状不稳定性，这是在压缩下不期望的。我们试图通过一个粘弹性模型，结合广义微积分的非牛顿性质的流体建模。这被示出在表面应变中表现出定性类似的振荡变化。
2010-12-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Role of Substrate Stiffness in Tissue Spreading: Wetting Transition and Tissue Durotaxis
活组织经历润湿转变：在表面上，它们可以形成液滴状细胞聚集体或作为迁移细胞的单层扩散。组织润湿性不仅取决于基质的化学性质，还取决于基质的机械性质。在这里，我们研究了基板刚度在组织扩散中的作用，我们通过一个积极的极性流体模型来描述。考虑到细胞施加更大的主动牵引力，更硬的基板上，我们预测组织润湿过渡在一个临界基板刚度，随着组织的大小而减少。在具有刚度梯度的基底上，我们发现组织在较硬的一侧上传播得更快。此外，我们表明，组织可以润湿的基板上的刚性侧，而从软侧去湿。我们还表明，通过跨组织传输的粘性力，较硬侧接口可以短暂地拖动软侧接口朝向增加刚度，对它的蔓延趋势。这两种效应导致组织沿刚度梯度向上定向迁移。因此，这种现象--组织硬旋转--可以从软侧的去湿和组织界面之间的流体动力学相互作用中出现。总的来说，我们的工作揭示了基质硬度影响活组织的集体迁移和主动润湿特性的机制，这些特性与发育，再生和癌症有关。
2020-05-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Modelling of surfactant-driven front instabilities in spreading bacterial colonies
细菌菌落在固-气界面上的传播取决于所涉及界面的物理化学性质。由细菌产生表面活性剂分子是一种广泛的策略，其允许菌落在基质上有效地扩展。一方面，表面活性剂分子降低了菌落的表面张力，有效地增加了基底的润湿性，这有利于铺展。另一方面，表面活性剂分子的表面浓度梯度导致Marangoni流，其驱动铺展。这些流动可能会导致圆形菌落形状的不稳定性和随后的指状物的形成。在这项工作中，我们研究了细菌表面活性剂的生产和基板的润湿性对菌落生长和形状的框架内的流体动力学薄膜模型的影响。我们表明，在润湿性和表面活性剂生产的变化是足够的复制四种不同类型的菌落生长，这已在文献中描述，即，逮捕和连续传播的圆形菌落，轻微调制前线和形成明显的手指。
2018-03-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
Four stages of droplet spreading on a spherical substrate and in a spherical cavity -Surface tension vs line tension and viscous dissipation vs frictional dissipation-
对非牛顿幂律流体的帽状球形液滴在完全光滑球形基底上的铺展进行了理论研究。凸球面基板和凹球面腔与光滑或粗糙的表面被认为是。粗糙基底上的液滴由Wenzel或Cassie-Baxter模型建模。考虑了表面张力和线张力这两个铺展驱动力的来源。同时，考虑了块体内部的粘性耗散和接触线处的摩擦耗散两种能量耗散途径。一个组合理论的传播在一个球形基板上构建包括这四个因素。扩散过程分为四个阶段，每个阶段都由两种驱动力和两种耗散力之一控制。发现动态接触角$θ$在每个阶段具有特征时间（$t$）依赖性。它不一定遵循标准幂律$θ\sim t^{-α}$。相反，弛豫可以是幂律，其指数$α$不同于平坦衬底上的指数，或者其可以是指数的，或者其可以在有限时间内完成。因此，各种传播场景上的球形基板和球形腔的预测。
2018-12-15 cond-mat.soft
Droplet impact of Newtonian fluids and blood on simple fabrics: effect of fabric pore size and underlying substrate
当液滴以足够高的冲击速度冲击织物网时，它不仅在织物上扩散，而且还穿透其孔隙。为了确定织物的这种液体渗透对薄织物网格上的液滴铺展的影响，我们使用高速相机测量了具有和不具有底层基底的织物上的液滴铺展比。对于没有基底的织物，液滴铺展率降低，因为液体的织物渗透减少了铺展在织物顶部上的液滴体积。使用熵晶格玻尔兹曼模拟，我们发现，较低的液滴在织物上的蔓延比，无论是有没有基板，是由于增加的粘性损失内的液滴在蔓延。比较血液与其牛顿对应的液滴的影响，我们表明，在织物上的传播，就像在光滑的表面上，血液可以近似为牛顿流体。
2020-01-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
High-gravity Spreading of Liquid Coatings on Wetting Flexible Substrates
这项工作描述了一种机械的方法来操纵毛细管长度和高重力下的柔性基板上的液体涂层的蔓延。文献中的实验验证集中在地球标准重力下的情况下，据作者所知，这项工作是第一次探索其与高重力下扩展水坑的相关性。通过在涂覆的基底下面使用高密度液体基料的离心，可以施加垂直于基底的加速度以减小毛细管长度并增加铺展速率。由于离心的性质，该方法主要在柔性基板上工作，其弯曲的曲率符合均匀分布的离心加速度的轮廓。在施加600 g的高重力的情况下，毛细管长度减少了24.5倍，并且铺展从表面张力驱动和重力驱动状态之间的“瞬时铺展”转变为重力驱动状态。实验结果表明，高重力加速度将提高扩展速率，使得在地球标准重力下需要12小时才能从8 μl液滴扩展到40 μm厚的水坑的水坑，在600 g下需要不到1分钟。总的来说，这项工作表明，以前推导出的表达式重力驱动的扩展的水坑在地球的标准重力扩展到预测的行为，光滑，湿润的基板上的水坑扩展暴露于超过100 g的加速度。
2015-09-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading of graphene oxide suspensions droplets on smooth surfaces
本文通过实验和理论研究了氧化石墨烯悬浮液滴在光滑表面上的最大铺展直径，利用Herschel-Bulkley模型确定特征粘度，并建立能量平衡模型，该模型在不同浓度下均与实验和文献数据吻合良好。
2024-08-12 cond-mat.soft
Modelling cellular spreading and emergence of motility in the presence of curved membrane proteins and active cytoskeleton forces
真核细胞在生物体的正常发育过程中粘附于细胞外基质，形成静态粘附以及在细胞运动期间。我们研究这个过程中，考虑一个简化的粗粒度模型的囊泡，具有均匀的粘附能与一个平面基板，移动弯曲的膜蛋白和主动力。我们发现，高浓度的弯曲蛋白单独增加的囊泡的扩展，通过弯曲蛋白在高曲率囊泡-基底接触线的自组织，从而减少在囊泡边缘的弯曲能量惩罚。这在低裸囊泡-基底粘附的状态中是最显著的。当这些弯曲的蛋白质诱导伸缩力时，代表肌动蛋白细胞骨架，我们发现有效的扩展，以片状伪足的形式。最后，发现相同的扩散机制包括产生能动表型所需的最小成分集。
2021-01-01 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Spreading of a viscoelastic drop on a solid substrate
本文研究粘弹性液滴在固体基底上的铺展行为，发现其早期铺展比同粘度牛顿液滴更快且幂律不同，并用接触线附近有效粘度降低及微扰模型解释了该差异。
2023-08-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spreading of Fluids on Solids Under Pressure: Effect of Slip
不同类型的流体在外加力作用下在基底上的铺展是一个有趣的问题。在这里，我们研究了四种流体，具有不同的亲水性和粘度的两个基板-玻璃和有机玻璃，在外力下的蔓延。对流体和固体的接触面积进行视频拍摄，并测量其随时间的增加。不同外力的结果可以按比例缩放到公共曲线上。我们试图解释这条曲线的性质的基础上，现有的理论处理，无论是使用无滑移条件或流体和基板之间的滑移被引入。我们发现，在所研究的八种情况下，在五种情况下，使用滑移系数获得定量协议。
2010-05-28 cond-mat.soft
Droplet spreading and pinning on heterogeneous substrates
本文用扩散接触线的统计动力学方法分析了液滴在非均匀表面上的接触角。应用非局部弹性接触线的脱钉过渡和钉扎-脱钉动力学特征，得到了液滴最终半径和接触角的统计特性。这些性质不仅取决于无序强度和表面细节，而且还取决于液滴体积和无序相关长度。与Wenzel或Cassie/Baxter行为的偏差在小液滴体积和小接触角的情况下特别明显。
2012-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dewetting and Spreading Transitions for Active Matter on Random Pinning Substrates
我们发现，空间相互作用的自推进磁盘中存在的随机钉扎基板表现出各种不同的状态之间的转换。特别地，从相分离的簇状态，盘可以展开并均匀地覆盖衬底，这可以被视为活性物质润湿转变的示例。我们映射的活动，磁盘密度和基板强度的函数的这种转变的位置，我们还确定其他阶段，包括集群状态，集群和迷宫润湿相之间的共存，和固定的液体。这些阶段可以确定使用簇的大小，在润湿-去湿过渡，和六重协调的颗粒，当发生去湿下降的分数下降。
2016-08-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrically modulated dynamic spreading of drops on soft surfaces
在施加电压的情况下，基底的可变形性和液滴在其上的动态扩散之间的复杂相互作用仍然远未被很好地理解。在这里，我们表明，在软基板上的电铺展动力学是由电毛细作用，润湿线摩擦和粘弹性能量耗散在接触线的组合相互作用。我们的研究结果表明，在这种电弹性毛细介导的扩展的固着液滴，接触半径的演变表现出普遍的幂律在基板弹性为基础的无量纲时间，与电势依赖的扩展指数。同时，宏观动态接触角变化遵循接触线速度的一般幂律，由弹性相关的特征速度尺度归一化。我们的研究结果很可能提供了一个过多的新的应用程序，涉及液滴操纵的开发基础，通过利用电触发的蔓延和基板的遵守界面尺度之间的相互作用。
2015-04-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Model of lamellipodium initiation during cell spreading
细胞伸展需要肌动蛋白细胞骨架的主要重组，从皮质结构到片状伪足，其中细丝大多与基底平行。我们提出了一个模型的灵感来自物理学的液晶和流体膜，其中肌动蛋白力学之间的耦合，丝的取向，和局部曲率的细胞膜自然产生的集体重新取向的肌动蛋白丝在高度弯曲的边缘的扩展细胞。细丝取向增加了由聚合肌动蛋白在基底上的摩擦流动所施加的牵引力，在边缘曲率、细丝对齐和促进细胞铺展的牵引力之间产生正反馈回路。我们建立的条件下，这种反馈导致一个完整的润湿过渡，我们解释为一个lamellipodium的启动，我们发现存在的双稳定性之间的部分和完全扩展，这可能会引发自发细胞极化，并导致迁移。
2019-06-06 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Impact and spreading dynamics of a drop of fiber suspension on a solid substrate
本文实验研究不同长径比与体积分数的纤维悬浮液液滴在亲水固体基底上的撞击铺展，揭示黏度对最终尺寸、厚度、飞溅和纤维取向的影响。
2025-03-16 cond-mat.soft
Liquid Nanodroplets Spreading on Chemically Patterned Surfaces
通过表面能图案化来控制液滴在表面上的空间分布可用于通过选择性液体/固体润湿来控制材料向指定区域的输送。虽然存在对异质衬底上的液滴的平衡形状的研究，但对相应的润湿动力学知之甚少。我们通过研究，通过大规模的原子模拟，液体纳米液滴扩散在化学图案化的表面上，对阐明这一主题的细节取得了重大进展。提出了一个模型，为线的聚合物液体（液滴）在基板上的润湿（平衡接触角约0度）和非润湿（平衡接触角约90度）材料的交替带。液滴扩散进行了比较不同波长的图案和强度的表面相互作用的润湿条。对于小波长，液滴部分地在基底的润湿和非润湿区域上扩散以获得小于90度的有限接触角。在这种情况下，扩散的程度取决于润湿区域中的相互作用强度。观察到一个过渡，使得对于大波长，液滴通过从非润湿区域拉动材料而仅在基板的润湿区域上扩散。在大多数情况下，前体膜以强烈依赖于相互作用强度的速率在基底的润湿部分上铺展。
2005-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fingering instability in spreading epithelial monolayers: roles of cell polarisation, substrate friction and contractile stresses
集体细胞迁移在许多发育过程中起着至关重要的作用，这些发育过程是形态发生、伤口愈合或癌症进展的基础。在这种协调的行为中，细胞以连贯的结构组织起来，并积极迁移以服务于不同的生物目的。在某些情况下，即在上皮伤口愈合过程中，众所周知，迁移的自由边缘单层会产生指状不稳定性，但其发生仍有争议。在这里，通过理论和数值模拟，我们揭示了驱动不稳定过程的主要机制，分析了连续可压缩极性流体的线性和非线性动力学。特别是，我们评估的作用，细胞极化，基板摩擦，和收缩应力。线性理论表明，分析扰动瞬态动力学是至关重要的，因为我们解开了过多的交叉不同的指数增长率之间的线性制度。数值模拟表明，细胞-基底摩擦可能是负责在边缘形成复杂的指状结构的机制，因为它触发二次指状不稳定性和尖端分裂现象。最后，我们得到了一个临界收缩应力，依赖于细胞-基底摩擦和初始到初始长度比，表征一个积极的润湿-去湿过渡。在去湿的情况下，单分子层回缩并变得稳定，而不会形成指状结构。
2021-06-15 cond-mat.soft nlin.PS physics.bio-ph
Droplet Spreading on Heterogeneous Surfaces using a Three-Dimensional Lattice Boltzmann Model
我们使用一个三维格子玻尔兹曼模型来研究均匀和非均匀表面上的中尺度液滴的传播。在均匀的基底上，对于一定范围的粘度和表面张力，液滴的基半径随时间增长为$t^{0.28}$。时间演化坍缩到作为无量纲时间的函数的单一曲线上。在由交替的疏水性和亲水性条带组成的表面上，润湿速度是各向异性的，并且液滴的平衡形状反映了下面的基底的润湿性质。
2003-03-05 cond-mat.soft
Modelling spreading dynamics of liquid crystals in three spatial dimensions
本文在长波近似的框架下研究了双折射液晶液滴的扩散动力学。导出了一个控制自由表面发展的四阶非线性抛物型偏微分方程。通过线性稳定性分析和缩放参数，从而产生有用的洞察力和预测的行为蔓延液滴的弹性变形能和施加锚定变化在基板上的影响进行了探讨。这种行为被捕获的三维液滴扩散的锚定变化的存在下，模型在基板上的取向简单的缺陷的完全非线性的时间依赖性模拟。
2013-03-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Droplet spreading on rough surfaces: tackling the contact line boundary condition
微滴在固体基底上运动时接触线的复杂动力学特性常常阻碍微流控系统的有效建模。特别是，有效的边界条件的选择，指定的接触线运动，是一个有争议的问题，因为微观物理引起这种位移仍然是未知的。在这里，一个尖锐的接口，连续水平，新颖的建模方法，占液体/固体微观尺度的相互作用组装在一个分离的压力项，提出。通过以下统一的概念（该模型适用于液体/固体和液体/环境界面），在接触线处的摩擦力，以及动态接触角推导隐含作为结果的分离压力和粘性效应相互作用在附近的基板的固有粗糙度。以前的流体动力学模型的限制，施加接触线边界条件，以一个未知的数量和可重构的接触线，当建模的纹理基板上的传播动力学，现在克服。我们的方法的有效性进行了测试，对实验数据的液滴在一个水平的固体表面上的影响。对分层结构和化学图案化的固体基底上的早期铺展阶段的研究揭示了接触半径根据普适幂律增长的惯性制度，与最近发表的实验结果完全一致。
2016-01-25 cond-mat.soft
Spreading with evaporation and condensation in one-component fluids
本文研究了单组分简单流体中小液滴在气体中的扩散动力学，其中温度在0.9Tc附近是不均匀的，潜热在蒸发或冷凝时在界面处释放或产生（Tc为临界温度）。在动态范德瓦尔斯理论的方案中，流体动力学方程组包含梯度应力在轴对称的几何形状求解。我们假设衬底具有有限厚度，其温度服从热扩散方程。然后，前体膜在完全润湿条件下在本体液滴本身之前铺展。冷却基底增强了气体在前进膜上的冷凝，这主要发生在膜边缘附近，并且可以是后期阶段膜生长的主要机制。所产生的潜热在靠近薄膜边缘的气体区域中产生温度峰值或热点。另一方面，加热衬底引起整个界面上的蒸发。对于弱加热，可以在衬底上形成稳态圆形薄膜。对于较强的加热，蒸发超过冷凝，导致液体区域的最终消失。
2010-05-05 cond-mat.soft
Slippage of Newtonian liquids: Influence on the dynamics of dewetting thin films
牛顿液体在固体基质中的滑移是一种新发现的现象，其原因至今仍有争论。本文提出了一种新的分析方法来提取滑移长度。对于需要在低泵送功率下获得高通量的微流体装置而言，增强液体的滑移是一个重要的问题。研究了短链液态聚苯乙烯（PS）薄膜在非润湿固体基底上的脱湿速度。我们展示了如何去湿的动力学是由滑移的影响，我们比较了两种类型的基板，引起不同的滑移长度的结果。作为衬底，使用已经分别被十八烷基三氯硅烷（OTS）或十二烷基三氯硅烷（OTS）涂覆的Si晶片。我们的研究结果表明，PS膜上的脱湿速度是显着大于OTS，这种差异源于不同的滑移长度的液体上的两个表面。对于厚度在130 nm和230 nm之间的PS膜，我们发现滑移长度在400 nm和600 nm之间，取决于衬底和温度。
2006-12-04 cond-mat.soft
Post-Tanner spreading of nematic droplets
圆形液滴在固体基底上的准稳态铺展通常遵守所谓的坦纳定律，瞬时基半径R（t）随时间增长为R ~ t^{1/10} --对于小尺寸液滴，毛细力的主导作用的效果。然而，对于双折射液晶的液滴，更快的扩散定律在长时间内开始，使得R ~ t^alpha，其中alpha显著大于Tanner指数1/10。在薄膜模型（或润滑近似）的框架中，我们将这种“加速”描述为向列相（界面处的拮抗锚定）的强基底-液体相互作用所驱动的向定性不同的扩散制度的过渡。薄膜方程的数值解与向列相的实验数据吻合得很好，即使非牛顿流变学尚未考虑在内。因此，我们补充的理论与后坦纳阶段的传播，注意到传播过程可以预期从通常的毛细作用为主的阶段跨越到一个政权，整个水库成为一个扩散膜的意义上的Derjaguin。
2009-10-01 cond-mat.soft
Fluctuation assisted spreading of a fluid filled elastic blister
在这个理论和数值研究中，我们展示了如何空间扩展的波动可以影响和主导的动态的流体填充的弹性水泡变形到一个预润湿的固体基板。为了描述气泡动力学，我们开发了一个随机的弹性流体动力学框架，耦合粘性流，界面的弹性弯曲和来自环境的噪声。我们部署了一个缩放分析，以找到弹性流体动力学传播法$\hat R\sim {\hat t}^{1/11}$的直接模拟的毛细血管传播的滴，而在我们的模型中包含的噪声突出的动态加速显着$\hat R\sim {\hat t}^{1/6}$的局部曲率变化增强剥离的弹性界面从基板。此外，我们的分析确定了一个不同的标准之间的过渡确定性和随机传播制度，这是进一步说明了数值模拟。
2017-09-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Persistent vs. arrested spreading of biofilms at solid-gas interfaces - the role of surface forces
我们介绍和分析了一个模型，包括润湿现象，即表面力的固-气界面的生物膜菌落的扩散。该模型结合了生物被动液体悬浮液与生物活性过程的流体动力学描述。我们表明，润湿效应是负责持久和逮捕之间的过渡蔓延，并提供实验证据，这种过渡生长在琼脂基质上的枯草芽孢杆菌生物膜的存在。在阻止扩散的情况下，生物膜是非侵入性的，尽管是生物活性的。然而，生物膜的表面张力的小的降低足以引起铺展。
2016-12-16 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Films, layers and droplets: The effect of near-wall fluid structure on spreading dynamics
我们提出了一个在非常小的尺度上的固体基板上的液滴的传播的研究。我们专注于政权的有效润湿能（结合势）和表面张力的影响显着影响稳定和扩散液滴。特别是，我们专注于强大的包装和分层效应，在液体附近的基板由于潜在的密度振荡所造成的吸引力的基板-液体相互作用的流体。我们表明，这种现象可以描述的薄膜（或长波或润滑）模型，包括振荡Derjaguin（或分离/结合）的压力，并探讨它对稳定的液滴形状和液滴的扩散动力学的影响，吸附（或前体）层和完全干燥的基板。在分子尺度上，通常使用的具有控制吸附层高度的单个优选最小值的两项结合势不足以捕获由近壁层状分子堆积引起的丰富行为。吸附层的厚度通常为亚单层，即，沿着该层的动力学由导致扩散动力学的单粒子跳跃组成，而不是标准薄膜模型中隐含的集体流体动力学运动。因此，我们修改的模型，以这样一种方式，对于较厚的膜的标准流体动力学理论是实现的，但对于非常薄的层的扩散方程恢复。
2017-01-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Marangoni spreading on liquid substrates in new media art
本文研究墨水/酒精液滴在不同流变液体基底上的 Marangoni 铺展，通过幂律指数、粗糙度与分形维数揭示基底非线性流变和 Laplacian 输运对树枝状图案形成的主导作用。
2023-12-09 cond-mat.soft nlin.PS physics.flu-dyn
Spreading and absorption of silicone oil droplets on silicone elastomer films
McMaster University（麦克马斯特大学）；University of Guelph（圭尔夫大学）；ESPCI Paris, PSL Research University（巴黎高等物理化工学院，PSL研究大学）
研究硅油液滴在软硅弹性体薄膜上的扩散与吸收行为，揭示了薄膜厚度变化对扩散动力学的影响。
2026-01-13 cond-mat.soft 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
Initial solidification dynamics of spreading droplets
当液滴与过冷表面接触时，它润湿基底并同时固化。相变效应和接触线运动之间的相互作用，导致其逮捕，仍然知之甚少。在这里，我们揭示了早期的固化模式和动态蔓延十六烷液滴。采用全内反射（TIR）成像来在时间和空间上分辨早期凝固行为。由此，我们确定了导致接触线制动的条件。我们量化的整体成核行为，\textit{i.e.}的成核速率和晶体生长速度，并显示其敏感性所施加的过冷度的基板。通过结合Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov成核理论和扩展的标度关系，我们可以计算固体面积分数的时间演化，这与我们的观察是一致的。我们还表明，足够强的过冷度，这是快速增长的晶体，决定了最终逮捕的扩展接触线。
2020-05-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Origin of filaments in finite-time in Newtonian and non-Newtonian thin-films
本文通过线性稳定性分析和数值模拟，揭示了牛顿与非牛顿后退薄膜在范德华力主导下形成规则细丝的临界膜厚判据，并与实验观测吻合，证明细丝源于有限时间奇异性。
2023-04-16 cond-mat.soft math.AP math.DS
Spreading on viscoelastic solids: Are contact angles selected by Neumann's law?
由于固体内部强的粘弹性耗散，液滴在软基底上的扩散非常缓慢。一个详细的了解的传播动力学仍然难以捉摸，部分原因是难以量化的强粘弹性变形以下的接触线，确定移动润湿脊的形状。在这里，我们提出了直接的实验可视化的动态润湿脊，补充测量的液体接触角。据观察，润湿脊表现出完全遵循动态液体接触角的旋转-如先前假设的[Karpitschka \emph{et al.} Nature Communications \textbf{6}，7891（2015）]。这一实验证明，尽管接触线运动，润湿脊仍受诺依曼定律支配。此外，我们的实验表明，移动的接触线导致可变的表面张力的基板。因此，我们建立了一个新的理论，将表面应变的影响，第一次包括所谓的Shuttleworth效应到软润湿的动力学理论。它包括在接触线的边界条件的详细分析，辅以耗散分析，这表明，再次，诺依曼的平衡的有效性。
2019-07-18 cond-mat.soft
Instabilities in droplets spreading on gels
我们报告了一种新的表面张力驱动的不稳定性，观察到的液滴扩散的顺应性基板上。当液滴释放到琼脂凝胶的表面上时，当表面张力梯度与凝胶强度的比率足够大时，液滴形成臂/裂纹。我们探讨了一系列的凝胶强度和液滴表面张力，并发现发病的不稳定性和臂数取决于凝胶强度的表面张力的比例。然而，臂长的增长具有明显的普适规律L ~ t^{3/4}。
2007-02-28 cond-mat.soft
Spreading of granular suspensions on a solid surface
我们研究了非布朗球悬浮在固体基底上的牛顿液体中的悬浮液的传播。我们表明，传播动力学是很好地描述了经典的Cox-Voinov定律提供的流体粘度的值，出现在毛细管数的问题被调整到一个值，这取决于颗粒的大小和体积分数在一个非平凡的方式。我们证明，这种行为是一个签名的能力的颗粒接近接触线足够接近影响耗散。
2020-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Impact dynamics of flexible hydrogels on solid substrates of different wettabilities
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）
研究柔性水凝胶在不同润湿性基底上的冲击动力学，揭示低弹性数时的多孔弹性响应和高弹性数时的neo-Hookean能量平衡，发现冲击力与弹性数的关系及润湿性影响。
2026-04-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shape of a liquid front upon dewetting
我们研究的轮廓的液体前的薄膜是去湿固体基板。由于体积守恒，一旦覆盖基底的材料就积聚在靠近三相接触线的边缘中。从理论上讲，牛顿液体的这种分布类似于指数衰减的谐波振荡，其弛豫到所制备的膜厚度。我们第一次能够通过实验观察到这种行为。然而，非牛顿液体-聚合物熔体-的行为不同。在这里，粘弹性发挥作用。我们将通过分析轮辋轮廓的形状来证明这一点。在纳米尺度上，我们获得了非牛顿液体的流变学。
2001-05-04 cond-mat.soft
Mesoscopic modelling of droplets on topologically patterned substrates
我们提出了一个格子玻尔兹曼模型来描述微滴在拓扑图案化衬底上的扩散。我们将其应用于模拟由微米级柱阵列覆盖的表面上的超疏水行为。我们发现图案化导致接触角从$110^o$大幅增加到$156^o$。
2004-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fingering instability in Marangoni spreading on a deep layer of polymer solution
由于复杂流体的广泛存在，在自然界和工业生产中，复杂流体自由表面的铺展现象普遍存在。在这里，我们报告的指进不稳定性，发展过程中Marangoni传播的深层聚合物溶液。特别地，波长取决于聚合物溶液的分子量和浓度。我们使用透射晶格法来表征微米尺度的手指高度。我们模型的扩展半径的演变，涉及粘弹性和剪切稀化效应，提出一个更普遍的法律比牛顿流体的传播。对指进不稳定性的成因进行了物理解释，认为指进不稳定性是由于高剪切速率下的正应力引起的大接触角和前缘变形，并据此选择了指进不稳定性的波长。了解药物的扩散机制对气道给药和表面涂层具有重要意义。
2020-08-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fingering instability of a suspension film spreading on a spinning disk
通过流动显示实验研究了悬浮液薄膜在旋转圆盘上的铺展及伴随的接触线不稳定性。临界半径的不稳定性的发病显示出的颗粒分数（$ϕ_{p}$）的增加，然后略有下降，在研究的最高值$ϕ_{p}$的增加，而不稳定波长（$λ$）表现出非单调的依赖性。在较低的$ϕ_{p}$下，$λ$的值接近于部分润湿液体的值，它随着$ϕ_{p}$的增加而减小到最小值，然后在最大值$ϕ_{p}$处再次增加。根据Cook { \it et al.}推导的悬浮液薄膜方程的线性稳定性分析，讨论了$λ$的非单调趋势。[载有颗粒的薄膜的线性稳定性，Eur.物理学杂志：规格顶部{ \bf 166}，77（2009）]和Balmforth { \it等人} [粘塑性膜的表面张力驱动指进，J. Non Newtonian Fluid Mech. { \bf 142}，143（2007）]。
2016-06-09 cond-mat.soft
Drop impact experiments of non-Newtonian liquids on micro-structured surfaces
牛顿液体在亲水和疏水表面上的铺展动力学已经被广泛研究，并且在过去的几年中，其行为已经被广泛探索。然而，非牛顿液体的跌落冲击仍需进一步研究。Luu和Forterre（J. Fluid Mech.，632，2009）成功地发现了亲水表面上屈服应力流体的标度律。当在超疏水表面上进行撞击时，他们还发现了有趣但无法解释的机制。在这项工作中，我们进行了两种类型的非牛顿液体的微图案化的表面上的跌落冲击实验：一个显示剪切增稠行为，另一个显示剪切变稀。我们的研究结果表明，一个典型的剪切增稠液体玉米淀粉-至少是一个相对较低的浓度为30\%w/w-根据牛顿液体的标度律扩展，而粘弹性液体卡波普表现为Luu和Forterre预测的亲水表面上的影响，但表现出不同的标度律时，他们的超疏水表面的影响。
2017-06-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thin-film flows of granular suspensions on a solid surface
本文综述了颗粒悬浮液在固体基底上铺展的薄膜流动动力学，重点分析了液滴铺展与浸涂两种典型情形中自由表面与悬浮液微观结构的耦合效应。
2025-10-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Rapid wetting of shear-thinning fluids
使用实验和数值模拟，我们调查的自发蔓延的小滴的水甘油（牛顿）和水聚合物（剪切稀化）解决方案在光滑表面上。我们发现，在第一毫秒的扩展的剪切稀化的解决方案是相同的扩展的水，无论聚合物的浓度。相比之下，甘油水溶液显示出不同的行为，即比水显著更慢的铺展速率。在初始快速铺展阶段，抵抗润湿的主要力是惯性力和接触线摩擦力。对于甘油溶液，甘油浓度的增加有效地增加了接触线摩擦，导致增加的抗润湿性。然而，对于聚合物溶液，聚合物浓度的增加不会改变接触线摩擦。因此，接触线处的能量耗散不能通过改变剪切稀化流体的添加剂的量来控制。在快速润湿状态下，剪切稀化流体在光滑表面上的铺展速率的降低只能通过增加溶剂粘度来实现。我们的研究结果对相变应用具有重要意义，其中快速铺展速率的控制是核心，例如防冰和焊接
2022-08-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elasto-viscoplastic Spreading: from Plastocapillarity to Elastocapillarity
本研究针对表面张力下的弹黏塑性液滴铺展问题，结合VOF方法与EVP本构模型开展数值模拟，揭示铺展动力学与平衡形状规律，可为涂层、喷墨及3D打印等应用提供支撑，也拓展了多相界面现象的研究框架。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Thin-sheet creation and threshold pressures in drop splashing
液滴撞击光滑的固体基底，通过从扩散液体的接触线附近发射薄液片而飞溅。将该片材从基材上提起并最终分开。令人惊讶的是，飞溅是由周围的气体引起的，气体的性质决定了何时以及是否产生了薄片。在此，我着重讨论这一进程的两个方面。使用高速成像，我发现，如果薄片是在扩散的早期阶段形成的，而不是当液体已经扩散到一个大的半径时，薄片形成的时间对空气压力的依赖性会有所不同。这一结果揭示了以前观察到的冲击速度制度。此外，通过测量粗糙和光滑区域组成的表面上的水滴的影响，我确定了一个新的阈值速度，限制了薄片可以创建的时间。该速度确定阈值压力，低于该阈值压力时飞溅被抑制。
2016-10-11 cond-mat.soft
Dynamic patterning and texture evolution of microbubbles in non-Newtonian immobile droplet
通过对界面自组装现象的研究，可以揭示光滑固体基底上液滴中气泡的动力学观点。此外，这种系统的复杂性可以按比例缩小到透明的不动的非牛顿液滴。在这里，我们提出了内部微气泡的动力学方法，通过聚结和内爆附近的液滴的边缘。微泡聚集密度的边缘附近大于中心区域对应的动力学行为的液滴标记与沿三相接触线的毛细流动。通过边界积分方法，数值分析了内部微泡在边缘附近聚集密度的发生。我们的数值计算结果与实验结果一致，直到聚集密度发生在液滴的边缘附近。这种理解归因于独特的斜指数幂律特性，通过聚结和内爆。
2018-11-16 cond-mat.soft
Drops on polymer brushes -- advances in thin-film modelling of adaptive substrates
本文回顾了聚合物刷覆盖自适应基底上液滴动力学的梯度动力学中尺度流体力学建模进展，涵盖非挥发与挥发性液体的铺展和滑动行为。
2023-12-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic instabilities, waves and turbulence in spreading epithelia
我们提出了一个流体动力学模型的扩散上皮细胞单层极性粘性流体，与主动收缩和牵引的基板上。这两种作用力的组合产生不稳定性，导致非线性行波，其以取决于接触力的特征时间尺度在极性方向上传播。我们表明，粘性流体模型解释了各种观察上皮单层的缓慢动态，特别是那些以前被解释为签名的弹性。波的非弹性性质可以根据模型的简单预测进行测试。我们的理论框架提供了新的见解，如解释plithotaxis作为一个强大的流极性耦合的结果，和量化的集体力传输的细胞的非局部性的相互作用。此外，我们研究了这些波的非线性制度，推导出一个精确的模型映射到复杂的金斯堡-朗道方程，它提供了一个完整的分类可能的非线性情况。特别是，我们预测过渡到不同形式的弱湍流，这反过来又可以解释非常不稳定和不规则的动态经常观察到上皮细胞。
2017-05-01 cond-mat.soft
Shear viscosity of two-state enzyme solutions
我们讨论了催化酶和底物分子的牛顿溶液的剪切粘度。该酶被建模为一个两个状态的二聚体组成的两个球形域连接一个弹性弹簧。酶的构象动力学是由底物结合引起的，并且这样的过程由附加的弹性弹簧表示。利用每个催化循环中酶物质等待时间加权的玻尔兹曼分布，我们获得了稀酶溶液的剪切粘度与底物浓度及其物理性质的函数关系。底物亲和力区分快酶和慢酶，并得到相应的粘度表达式。此外，我们连接得到的粘度与示踪粒子在酶溶液中的扩散系数。
2019-12-31 cond-mat.soft
Effect of substrate topography, material wettability and dielectric thickness on reversible electrowetting
Kavousanakis等人最近的实验，Langmuir，2018 [1]表明，超疏水表面上的可逆电润湿可以通过使用厚的固体介电层（例如数十微米）来实现。它也已被证明，通过平衡（静态）计算，当电介质层是足够厚的静电压力沿液滴表面平滑地分布，从而可以防止不可逆的Cassie到Wenzel润湿过渡。在目前的工作中，我们进行更现实的，动态模拟的静电诱导的超疏水表面上的传播。为此，我们采用了一种有效的数值方案，使我们能够充分考虑到固体基板的地形。我们详细研究了基板的各种特性（即电介质厚度，几何形状和材料润湿性）的作用，并提出了相关的流图所产生的润湿状态。通过我们的动态模拟，我们确定的条件下，它是可能实现可逆的电润湿。我们发现不仅塌陷（Cassie-Baxter到Wenzel）转变而且基底的接触角滞后显著影响可逆性。
2018-07-27 cond-mat.soft
Precursor films in wetting phenomena
非挥发性液滴在固体基质上的自发扩散在润湿现象的背景下提出了一个经典的问题。众所周知，宏观液滴的扩展在许多情况下伴随着宏观横向范围的薄膜，即所谓的前体膜，其从三相接触线区域发出并以高得多的速度在后者之前扩展。这种膜通常与液-固体系有关，但在过去十年中，类似的膜已被报道出现在固-固体系中。虽然其中这种膜的厚度具有介观尺寸的情况是相当好理解的，但一个有趣的且尚未完全理解的方面是微观的扩散，即，分子薄膜。在这里，我们回顾了现有的实验观察，这种薄膜在各种液-固和固-固系统，以及相应的理论模型和研究，旨在了解他们的形成和传播动力学。最后讨论了最新进展和未来研究的前景。
2012-06-15 cond-mat.soft
