How capillarity affects the propagation of elastic waves in soft gels
在软固体界面处传播的弹性波可以被外力（如毛细作用或重力）改变。我们测量的色散关系的波在琼脂糖凝胶的自由表面具有很高的精度，揭示了存在的多个模式，以及一个明显的色散。通过考虑机械波的三维性质，我们解开了毛细作用和弹性的作用，实现了理论预测和实验之间的定量一致。值得注意的是，我们的研究结果表明，毛细作用起着重要的作用，波数远小于预期的平衡弹性和毛细作用力。我们进一步证实了我们的方法的效率，包括在我们的预测重力的影响，并定量比较它与实验。
2020-03-21 cond-mat.soft
Elasticity of Polydomain Liquid Crystal Elastomers
我们通过扩展新古典软和半软自由能成功地描述单畴样品的多畴液晶弹性体模型。我们发现，有一个显着的差异之间的多畴交联均匀的高对称性状态，然后冷却到低对称性的多畴状态和那些直接交联的低对称性的多畴状态。例如，在各向同性状态下交联然后冷却到多畴的弹性体在理想极限下将是完全柔软的，并且随着非理想性的引入，将在非常低的应力下变形，直到它们宏观上对齐。在它们中观察到的指向矢图案将是无序的，是随机变形组合的特征，而不是向错图案。我们期望这些样品表现出比单畴样品明显更软的弹性。在双多畴状态下交联的多畴将在机械上更硬，并且包含特征性纹影指向矢图案。我们用于多域弹性体的模型在空间上是不均匀的，所以我们不是精确地解决它们，而是通过使用泰勒（兼容的测试应变场）和萨克斯（恒定应力）限制扩展到非线性弹性来限制能量来阐明这种行为。发现良好的协议与实验，揭示了超软响应的一些polydomains。我们还分析了近晶多畴弹性体，并提出多畴SmC* 弹性体交联的SmA单畴状态是有前途的候选人低场电致动。
2011-05-26 cond-mat.soft
Pseudo-Casimir stresses and elasticity of a confined elastomer film
传统上，本体弹性体的弹性行为的研究是在经典橡胶弹性的基础上进行的，经典橡胶弹性将链视为热波动的，但忽略了交联的热波动。在这里，我们考虑一个不可压缩的平面弹性体膜的轴对称形状之间的两个大的硬共面基板，与膜的轴垂直的基板。我们解决的影响，热波动的交联上的自由能的弹性形变的系统，受到的要求，波动的弹性体不能脱离基板。我们研究的行为的变形自由能的一种情况下，刚性钉扎边界条件被施加到一类弹性波动的限制表面，和另一种情况下，相同的弹性波动进行软“胶合”的潜力。我们发现，可以有显着的偏离（定量和定性）从经典的橡胶弹性理论的预测时，弹性波动。最后，我们比较了弹性波动引起的吸引力部分或伪Casimir应力与受限但非弹性体系统中的标准热Casimir应力的特性，发现当施加刚性钉扎边界条件时，对于胶合势的情况，我们发现对涨落应力吸引部分的首阶修正与衬底间的间距成反比衰减。
2016-05-11 cond-mat.soft
Dynamics, dynamic soft elasticity and rheology of smectic-C elastomers
我们提出了一个理论的低频，长波长的动态软近晶-C弹性体与锁定近晶层。我们的理论，这超出了纯流体力学，预测这些弹性体的动态软弹性，并允许我们计算相关的流变学实验以及模式结构的存储和损耗模量。
2006-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characterizing Large Strain Elasticity of Brittle Elastomeric Networks by Embedding Them in a Soft Extensible Matrix
在这里，一般的设计和性能的新的多网络弹性体的特殊组合的刚度，韧性和弹性的报告。在本文中，它是报告在更详细的断裂应变的增加所产生的增韧可以用来提供很大的洞察力，否则脆丙烯酸交联网络的大应变性能。该网络已通过聚合和与单体溶胀的序列制备。已经改变的参数是基础单体的性质和第一网络的交联度。在这里，小应变性能，平衡溶胀，大应变性能在单轴拉伸的特点。它示出在这里，多个网络的大应变性能是定量控制的拉伸的第一网络，它作为一个膨胀填料的大应变性能，而小的和中间的性能控制的缠结密度，可以大大优于均匀的网络。不同的脆性和预拉伸弹性体网络以低体积分数嵌入在软的可延伸基质中。最终材料韧性的增加直接受预拉伸网络的非线性弹性性质及其体积分数的控制，为韧软材料提供了一般的设计准则
2017-02-13 cond-mat.soft
Anomalous elasticity of nematic and critically soft elastomers
单轴弹性体的特征在于五个弹性常数。如果它们的弹性模量C_5描述了包含各向异性轴的平面内的剪切应变的能量为零，则它们被称为软的。在空间维度d小于或等于3，软弹性体表现出异常的弹性与一定的长度尺度依赖的弯曲模量发散和剪切模量消失在大的长度尺度。使用d = 3时的重整化场论和ε= 3 - d中的一阶场论，我们计算了两个软系统的临界指数和表征异常弹性的其他性质：（i）弹性体，其中柔软度是由与从各向同性状态到非均质状态的转变相关的自发对称性破缺诱导的Goldstone模式的表现，和（ii）我们称之为临界软弹性体的一种特殊形式，其中C_5 = 0对应于一个临界点，该临界点终止了C_5 > 0的单轴弹性体的稳定状态。
2003-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermoviscoelasticity of polydomain liquid crystal elastomers regulated by soft elasticity
Northeastern University（东北大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究多域液晶弹性体在复杂热力学历史下的热粘弹性响应，提出结合实验与理论的模型，揭示软弹性与聚合物网络粘弹性的作用机制，为设计新型材料提供理论基础。
2026-05-12 cond-mat.soft
Homogenization of elastomers filled with liquid inclusions: The small-deformation limit
本文推导了描述含液体夹杂弹性体在准静态小变形下宏观力学响应的均匀化方程。推导进行了周期性微结构的材料通过两个尺度的渐近分析。重点是非耗散情况下，当弹性体是弹性固体，构成夹杂物的液体是弹性流体，分离固体弹性体与液体夹杂物的界面是具有初始表面张力的弹性界面，并且夹杂物最初是$n$ -球形（$n=2,3$）形状。值得注意的是，尽管由于界面处的初始表面张力而在夹杂物内存在局部残余应力，但这种填充的弹性体的宏观响应证明是不含残余应力的线性弹性固体的宏观响应，因此其简单地以有效弹性模量$\bar{\textbf{L}}$为特征。此外，尽管本体和界面中的局部弹性模量不具有较小的对称性（由于界面处存在残余应力和初始表面张力），但所得的有效弹性模量$\bar{\textbf{L}}$确实具有常规线弹性固体（即，$\bar{L}_{ijkl}=\bar{L}_{jikl}=\bar{L}_{ijlk}$）的标准较小对称性。作为第一个应用程序，数值计算结果和分析的各向同性悬浮液的不可压缩液体$2$ -球形夹杂物的单分散尺寸嵌入在各向同性不可压缩弹性体的有效弹性模量。
2023-01-25 cond-mat.soft
Uniaxial and biaxial soft deformations of nematic elastomers
我们给出了向列型弹性体的软弹性形变模式的几何解释，并给出了单轴向列型和双轴向列型有序的明确例子。我们展示了在这种非经典弹性体旋转的重要性，以及如何旋转的参考和目标状态下的不变性给出软弹性（Golubovic和Lubensky定理）。旋转的作用使得极分解定理对于将一般变形分解为体旋转和对称应变至关重要。张量的平方根的作用进行了讨论，在这种情况下，找到明确的形式软变形（奥姆斯特德的方法）。
2002-02-18 cond-mat.soft
Soft-Elasticity Optimises Dissipation in 3D-Printed Liquid Crystal Elastomers
单畴液晶弹性体（LCE）的软弹性对于在恒定应力下理想地吸收应变能的冲击吸收应用是有希望的。传统上，考虑到合成足够大的单畴器件的众所周知的困难，尚未对LCE进行压缩和冲击研究。在这里，我们展示了3D打印散装（$>cm^3$）单域LCE设备使用直接墨水写入和研究其压缩软弹性超过80年的应变率。在准静态速率下，单畴软弹性LCE耗散45%的应变能，而比较材料耗散小于20%。在高达$3000~s^{-1}$的应变率下，我们的软弹性单域LCE始终表现得最接近理想的冲击吸收体。跌落测试表明，软弹性是有效降低冲击严重程度的可能机制-软弹性LCE的Gadd严重程度指数比可比的各向同性弹性体低40%。最后，我们证明了剪裁变形和屈曲行为在单畴LCE通过印刷方向。
2021-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Soft elasticity in biaxial smectic and smectic-C elastomers
在近晶-$A$相中交联的理想（单畴）近晶-$A$弹性体是简单的单轴橡胶，只要变形小。由这些材料，通过近晶-$A$到近晶- $C$相变的冷却，生产近晶- $C$弹性体。至少原则上，双轴近晶弹性体也可以通过从近晶- $A$冷却到双轴近晶相来制备。这些相变，分别从$D_{\infty h}$到$C_{2h}$和从$D_{\infty h}$到$D_{2h}$对称性，自发地破坏了近晶平面中的旋转对称性。我们在三种不同但相关的模型中研究了近晶- $C$和双轴相的上述转变和弹性：作为双轴和近晶- $C$相的Cauchy-Saint-Laurent应变张量的函数的Landau样唯象模型和详细模型，包括来自弹性网络、近晶层压缩、以及作为应变和$c$指向矢两者的函数的近晶- $C$相的近晶-$C$倾斜。我们发现，紧急阶段表现出软弹性，其特征在于某些弹性模量的消失。我们详细分析了自发对称性破缺作为软弹性起源的作用，并讨论了软弹性的不同表现形式，如在一定的剪切和拉伸应变下没有回复力。
2006-11-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Soft Elasticity in Monodomain Nematic Elastomers
我们研究了单畴液晶弹性体在剪切作用下的线性动态力学响应。讨论了时间-温度叠加问题，得到了玻璃态与玻璃化转变温度Tni之间的主曲线。然而，由于从“软弹性”向列相区改变为普通各向同性橡胶响应，时间-温度叠加在透明点Tni之前并不起作用。我们专注于主曲线的低频区域，并建立模G' ~ ω ^a的幂律依赖性。这个规律与静态应力松弛的结果非常一致，静态应力松弛曲线在相应的长时间和温度范围内服从类似的幂律G' ~ t^{-a}。
2002-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A density functional theory approach to interpret elastowetting of hydrogels
本文用密度泛函理论揭示水凝胶与刚性表面的接触力，发现临界弹性使相互作用由吸引转为排斥，模型经实验验证并趋近杨氏定律与粘附功。
2023-08-29 cond-mat.soft
Adhesion of a nematic elastomer cylinder
针对向列弹性体的软弹性特性，通过数值模拟研究其对刚性基底上向列弹性体圆柱粘附行为的影响，揭示了应力分布的特殊规律，结果与实验一致。
2024-05-17 cond-mat.soft
Nonlinear Elasticity, Fluctuations and Heterogeneity of Nematic Elastomers
液晶弹性体实现了一种迷人的新形式的软物质，即传统的交联聚合物凝胶（橡胶）和液晶的复合物。这些{ \em固体}液晶汞齐，非常类似于它们的（常规的，流体）液晶对应物，可以自发地部分打破平移和/或取向对称性，伴随着新的软戈德斯通模式。因此，这些材料可以表现出非常规的弹性，其特征在于一些弹性模量的弹性强制消失。因此，对这种固体的恰当描述需要对经典弹性理论作必要的修改。在这项工作中，我们发展了一个{ \em旋转不变}，{ \em非线性}理论的弹性体的理想液晶弹性体的双相。我们表明，它的特点是软模式，对应于长波长的剪切变形的固体网络和旋转的方向场的组合。我们研究了这些软模的热涨落网络的不均匀性的存在下，并表明，它们导致了各种各样的异常弹性性质，如奇异的长度尺度相关的剪切弹性模量，发散的弹性常数的张开变形的指向矢，长尺度不可压缩性，普遍泊松比和非线性应力应变关系的任意小应变。这些长尺度的弹性性质是{ \em通用}的，由一个非平凡的零温度固定点控制，并构成了一个定性的崩溃的经典弹性理论在弹性体。因此，弹性体实现了稳定的“临界相”，其特征在于普遍的幂律相关性，类似于连续相变的临界点，但在整个相上延伸。
2007-09-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Numerical analysis of capillarity-driven thinning rheometry for polydisperse polymer solutions
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Lausanne（洛桑大学）；Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）
研究多分散聚合物溶液毛细驱动细流变学，用多模式FENE - PM模型表明$\tau_{EC}$仅反映被流动拉伸的分子量分布子集，其取决于分子量分布、聚合物浓度及实验参数，非内在流体属性。
2026-07-14 cond-mat.soft
The incompressible limit in linear anisotropic elasticity, with application to surface waves and elastostatics
建立了各向异性线性弹性材料的三维和二维变形的不可压缩性，作为弹性柔度所满足的条件。这些条件使得从可压缩材料的结果中直接推导出不可压缩材料的结果。作为例子，得到了对称面为x_3=0的不可压缩单斜材料中表面波的显式久期方程。该方程也包括不可压缩正交各向异性材料的情况。表面波的位移和应力通常用弹性刚度来表示，而弹性刚度在不可压缩极限下是无界的。另一种形式主义的弹性柔度最近提出的丁，使表面波解的不可压缩的限制，可以得到。一个不同的形式主义，也由丁，研究二维弹性静力问题的解决方案。在对称面为x_3=0的不可压缩单斜材料的特殊情况下，三个Barnett-Lothe张量S中的一个为零，而另外两个张量H和L互为逆张量。此外，H和L是对角的，其中前两个对角元素相同。由这一性质导出的一个有趣的物理现象是，在不可压缩双材料中，界面裂纹表面不存在互穿。当只考虑面内变形时，半空间或双材料中的线位错引起的象力只取决于Burgers矢量的大小，而不取决于方向.
2013-05-21 cond-mat.soft
Elasto-capillary interaction of particles on the surfaces of ultra-soft gels: a novel route to study self-assembly and soft lubrication
我们研究了超软弹性凝胶表面疏水小颗粒的相互作用，其中介质的少量弹性平衡颗粒的重量。变形凝胶表面的过量能量导致它们吸引，就像液体表面上颗粒的一般毛细管相互作用一样。由于粒子在凝胶中的下降而引起的粒子的引力势能的变化与Nicolson的叠加原理相结合，可以公平地估计粒子的距离依赖性吸引能。该能量遵循第二类的修改的贝塞尔函数，其具有随介质的弹性而减小的特征性弹性毛细衰减长度。这项研究的一个有趣的发现是，凝胶上的颗粒相互移动，好像系统具有与摩擦成反比的负扩散率。这项研究说明了如何修改的毛细相互作用的颗粒的介质的弹性，这是预计有重要的影响，在表面力驱动的自组装的颗粒。特别是，本研究指出，毛细管相互作用的范围和强度可以通过适当选择的弹性的支持和周围介质的界面张力进行调整。操纵的粒子相互作用的例子是在这样迷人的模仿的生物过程，如tuberase，吞噬细胞吞噬和组装的粒子，可用于研究成核和聚类现象在良好的控制设置。
2014-06-05 cond-mat.soft
Elastocapillary deformation of thin elastic ribbons in 2D foam columns
液体界面形成细长弹性结构的能力为控制机械自组装的结构提供了强有力的策略。然而，弹性毛细驱动的智能设计在更复杂的结构液体（如泡沫）中仍然未被探索。在这里，我们提出了一个模型系统，它结合了气泡和细长的弹性结构的组件。在受限环境中，肥皂泡的排列形成了明确的周期性结构，这是由Plateau定律决定的。我们考虑一个2D泡沫柱形成在一个正方形截面的圆柱体中，我们引入了一个弹性体带，导致建筑结构的几何形状是由弹性和毛细作用之间的竞争指导。在这个系统中，我们量化实验和理论上的平衡形状，使用X射线显微断层扫描和能量最小化技术。除了理解的波浪形弹性带状变形的幅度，我们提供了一个详细的分析的带状轮廓，并表明，这样的设置可以用来授予形状的UV固化复合细长结构，作为一种泡沫形成技术，适合于pellisation。在更一般的条款，这项工作提供了一个垫脚石，对液体泡沫和细长结构之间的相互作用的更好的理解。
2021-11-27 cond-mat.soft
Soft elasticity of RNA gels and negative Poisson ratio
我们提出了一个模型的RNA凝胶的弹性性能。该模型预测的形式的负泊松比和形状不稳定性的异常弹性性能。这种反常弹性是由单链RNA的非高斯力-形变关系产生的。双链序列和伴随的单轴弹性体的软模产生的旋转对称性破缺极大地放大了这种效应。
2005-12-18 cond-mat.soft
Capillarity of soft amorphous solids: a microscopic model for surface stress
毛细力引起的软固体的弹性形变主要依赖于固液界面内的过量应力。虽然对于液-液界面，该“表面应力”与“表面自由能”严格相同，但热力学Shuttleworth方程意味着当其中一个相是弹性的时不再是这种情况。在这里，我们开发了一个微观模型，结合了磁相互作用和熵弹性，在此基础上，我们明确地计算表面应力和表面自由能。结果表明，界面区域的可压缩性通过界面附近的泊松比决定了表面应力和表面能之间的差异。我们强调这一发现的后果，通过与最近的实验和模拟部分润湿的软基板。
2013-10-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-Gaussian chain statistics and finite extensibility in liquid crystal elastomers
在这项工作中，我们将得到一个各向异性的推广的可伸展链模型，由于库恩和Grün，这是众所周知的橡胶弹性。这提供了将弹性行为与描述液晶单体在主链弹性体内的取向的概率分布耦合的链能量。关键点是调用最大相对熵假设的键角分布的观察链。给出了链能量的四阶泰勒展开式，该展开式只与链分布函数的二阶和四阶矩耦合。
2016-05-17 cond-mat.soft
Capillarity-driven thinning dynamics of entangled polymer solutions
我们分析了由Doi-Edwards-Marrucci-Grizzuti（DEMG）模型和Rolie-Poly（RP）模型描述的缠结聚合物溶液的毛细作用驱动的变薄动力学。这两种模型捕获聚合物蠕动，有限速率的链收缩和有限的扩展性的单个聚合物分子，而略有不同，在其最终形式的对流约束释放。我们计算数值的细丝变薄的配置文件预测的两个模型与现实的纠缠密度，假设圆柱形细丝的形状和没有流体惯性。这两个结果揭示了早期管重取向制度，其次是一个简短的中间弹性毛细制度，最后是有限的可延伸制度接近夹断奇点。在这项工作中提出的结果揭示了两个关键的功能，从以前的实验研究中已经报道的缠结聚合物溶液的瞬态拉伸流变学，但被广泛使用的FENE-P模型描述不佳。首先，从毛细管破裂拉伸流变仪得到的松弛时间是显着小于从稳态剪切流变仪。它们的比值可以表示为纠缠态和聚合物浓度的普适函数，这与一系列纠缠聚合物溶液的实验数据吻合得很好。第二，在足够高的聚合物浓度的长丝变薄动力学是由管在中间应变速率的重新取向，和表观拉伸粘度显示出显着的速率变薄响应。最后，我们评估的细丝变薄动力学的聚环氧乙烷水溶液（1 MDa）在稀释和纠缠制度。随着浓度的增加，配置文件偏离了良好的研究指数变薄的趋势超过纠缠阈值，变得越来越幂律的字符。
2022-06-14 cond-mat.soft
Nonlinear elasto-plastic model for dense granular flow
本文提出了一个颗粒变形模型，该模型预测了在发育良好的致密颗粒流中的应力和速度分布。最近的颗粒弹性模型（Jiang和Liu 2003）和速率敏感塑性流动模型（Jop等人2006）被重新表述并组合成一个通用的颗粒连续定律，能够同时预测任意三维流动几何形状中的流动区域和停滞区。统一是通过证明和实施Kroner-Lee弹塑性分解来实现的，并注意确保某些连续介质物理原理得到必要的支持。然后，该模型在多个几何形状的数值实现和结果进行比较，实验和离散模拟。
2009-05-07 cond-mat.soft
On the singular nature of the elastocapillary ridge
软界面的功能对于生物学和表面科学中的许多应用至关重要。最近的研究已经使用液滴来探测弹性体网络的表面力学。实验表明一个复杂的表面弹性，也被称为沙特尔沃思效应，其中表面张力是不恒定的，但取决于基板变形。然而，由于奇异的弹性形变，在液滴拉动网络的点处引起的，解释仍然有争议。在这里，我们揭示了弹性毛细奇异性的性质与各种本构关系的界面能的超弹性基板。首先，我们使用目标自适应有限元模拟精细地解决了奇点附近。这证实了以前有争议的关于接触角的诺依曼定律在大弹性形变下的普遍有效性。随后，我们推导出精确解的非线性弹性力学描述的奇异性分析。这些解决方案是在完美的协议与数值，并表明，在接触线的拉伸，如以前所测量的实验，始终指向一个强大的夏特沃斯效应。最后，使用Noether定理，我们提供了一个定量的润湿滞后和Eshelby样的力量之间的联系，从而提供了一个完整的框架中存在的Shuttleworth效应的软润湿。
2020-03-22 cond-mat.soft
Elasto-buoyant heavy spheres: a unique way to test non-linear elasticity
超软弹性材料中的超大变形是普遍存在的，但缺乏系统的研究和方法来理解这种巨大应变的机理。本文通过一个简单的实验系统地研究了这个复杂的问题：在不可压缩的超软弹性介质中引入半径为$a$的重珠。我们发现，最软的凝胶内的珠的渗透深度（$δ$）的比例律为$δ\sim a^{3/2}$。虽然这一结果与理想的新胡克弹性形变模型不一致，根据该模型，位移场必须发散，但本文建立的原始渐近分析模型证明了这一结果。这个模型表明，观察到的关系是精确的分界线，将需要什么场变量发散或收敛。独特的数学预测和实验观察之间的这种对应关系为强非线性材料的变形行为带来了新的见解。
2016-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Learning hidden elasticity with deep neural networks
我们介绍了一种从头弹性成像方法来学习弹性的固体从测量应变。我们新方法中的深度神经网络由弹性理论监督，不需要标记数据进行训练。结果表明，该方法可以准确地学习固体的隐藏弹性，并且在噪声和缺失测量时具有鲁棒性。还可以通过神经网络基于附近区域中的弹性分布来重建没有测量的区域的可能的弹性分布。神经网络学习固体的隐藏弹性作为位置的函数，因此它可以生成具有任意分辨率的弹性图像。在这项研究中，该功能被应用于创建超分辨率弹性图像。我们证明，神经网络也可以学习隐藏的物理应变和弹性分布时，都给。所提出的方法具有各种独特的功能，可以应用于广泛的弹性成像应用。
2020-10-15 cond-mat.soft physics.app-ph
Beyond mechanochromism: Programmable multimodal actuation in cholesteric liquid crystal elastomer hollow fibers
本研究开发了可编程胆甾相液晶弹性体空心纤维，通过取向编码和软弹性实现多模态气动驱动与同步变色，并建立膜气球模型解释其力学行为。
2025-10-14 cond-mat.soft
Self-oscillation and Synchronisation Transitions in Elasto-Active Structures
本文研究了一维弹性活性结构厘米级模型系统中的自振荡与同步转变，结合实验、模拟与理论证明单链动力学遵循 Hopf 分岔，并由一个无量纲弹性活性数控制，为活性人工与生物固体的自组织与响应设计开辟新途径。
2023-04-06 cond-mat.soft
Elasto-capillary meniscus: Pulling out a soft strip sticking to a liquid surface
接触固体的液体表面通常在近壁弯月面区域变形。在这项工作中，我们用软聚合物代替自由表面的一部分，并检查这种弹性毛细弯月面的形状，弹性，毛细作用和静水压力之间的相互作用的结果。我们特别关注软对象的提取阈值。事实上，我们在实验和理论上证明了存在一个有限的高度的液体成立之前，分解的化合物，并提取的对象。这种拔出力自拉普拉斯和盖-吕萨克以来就已为人所知，但仅限于刚性浮动物体。我们重新审视这个经典的问题，通过添加弹性成分和预测的提取力条的弹性性能。它最终表明，临界力可以增加弹性，是司空见惯的粘附现象
2013-05-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
A one-dimensional model for elasto-capillary necking
从三维有限应变弹性理论出发，推导了一个非线性一维（1d）应变梯度模型，用于预测由表面张力驱动的软弹性圆柱体颈缩。它是渐近正确的：微观位移识别的能量方法。当表面张力增加时，一维模型可以预测三维弹性问题的解中发生的分叉，导致类似于相分离的局部化现象。与有限元模拟的比较表明，一维模型解决了界面分离两相准确，包括本地化制度，它有一个大大大于域的有效性比一维模型提出了迄今为止。
2020-06-09 cond-mat.soft physics.app-ph
Boson Peak decouples from elasticity in glasses with low connectivity
我们进行分子动力学模拟的振动和弹塑性性质的聚合物玻璃和晶体和相应的原子系统。我们的证据表明，在低频玻色子峰（BP）区域的态密度的弹性标度是不同的晶体和玻璃。此外，我们看到聚合物玻璃的BP几乎与原子玻璃的BP一致，从而揭示了前者-与弹性不同-仅由非键相互作用控制。我们的研究结果表明，解释BP的宏观弹性，在高度连接的系统中讨论，不适用于低连接的系统。
2018-10-24 cond-mat.soft
Universal Elasticity and Fluctuations of Nematic Gels
我们研究了自发取向有序的非晶态固体的弹性，其特征在于由消失的横向剪切模量，例如通过弹性体和凝胶实现。我们发现，当地的非均匀性和弹性非线性合谋导致异常的非局部普遍弹性控制的非平凡infared不动点。也就是说，在长尺度，这样的固体的特点是普遍的剪切和弯曲模量，分别消失和发散在长尺度，普遍不可压缩，并表现出普遍的负泊松比和非胡克弹性下降到任意低的应变。基于对5维的展开，我们证明了在dlc < 3的情况下，该系统对热涨落和局域非均匀性是稳定的。
2002-09-18 cond-mat.soft
The nonlinear elastic deformation of liquid inclusions embedded in elastomers
本文通过实验与理论相结合的方法，研究了嵌入弹性体中的初始球形液体夹杂物在单轴拉伸下的非线性弹性变形，揭示了孤立及成对夹杂物在不同取向下的力学响应。
2024-11-25 cond-mat.soft
Wrinkling of a thin film on a nematic liquid crystal elastomer
当薄膜受到压缩时，通常在沉积在软弹性体基底上的薄膜中产生皱纹。受最近实验的启发[Agrawal等人，软物质8，7138（2012）]，其示出了如何通过使用弹性体基底来控制褶皱形态，我们发展了在弹性体顶部的各向同性膜的小幅度褶皱的理论。假定弹性体的指向矢位于平行于未变形膜平面的平面内。对于沿垂直于弹性体指向矢的方向的膜的单轴压缩，系统表现为各向同性基底上的压缩膜。当单轴压缩方向为n阶时，我们发现液晶弹性体的软弹性特性导致了一个临界应力，与各向同性基片的情况相比，该临界应力很小。我们还确定了在临界应力的皱纹的波长，并显示了临界应力和波长如何依赖于基板的深度和各向异性的聚合物链在弹性体的弹性体。
2016-04-30 cond-mat.soft
Direct Measurement of the Surface Tension of a Soft Elastic Hydrogel: Exploration of Elasto-Capillary Instability in Adhesion
限制在两个刚性平坦基底之间的软水凝胶的受应力的薄膜自动粗糙化，其主波长表现出对膜厚度（H）的显著依赖性。线性稳定性分析证实，这种长波长的不稳定性（~ 7 H）是由于弹性毛细管效应，其实施需要直接测量凝胶的表面张力和弹性。凝胶的表面张力由外部噪声激发的凝胶半球帽的基本球谐函数估计。凝胶的剪切模量由其在受限几何形状中的共振剪切模式确定。在该研究过程中，发现高密度钢球通过平衡其多余重量与累积的应变诱导的弹性力而将其自身浸没在凝胶内，所述累积的应变诱导的弹性力允许对其弹性模量的另一估计。表面张力与其弹性的大比率（1.8 mm）证实了弹性毛细作用在用这种凝胶形成粘附诱导的斑图形成中的作用。实验结果符合线性稳定性分析，预测重新缩放的波长与H是线性的，这修改了传统的应力，以通过乘法因子从非常软的膜中拉出刚性平坦物体。该分析还提出了一些新的结果有关的作用的有限膨胀的材料在界面斑图形成，可能有非平凡的后果，在粘合剂分层的非常薄的和/或软的弹性膜通过自生裂纹。
2014-01-28 cond-mat.soft
Elasto-hydrodynamics of droplet-pool-interactions
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）
该研究通过实验、理论和模拟，探究弹性流体中液滴撞击液池的弹流动力学，揭示由流体弹性驱动的新形态机制，推导空穴和射流演化理论，阐明惯性、毛细与弹性的相互作用规律。
2026-08-04 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
The elasto-/hydro-dynamics of quasicrystals with 12- and 18-fold symmetries in some soft matters and mathematical solutions
近年来在聚合物、纳米粒子混合物以及胶体溶液中观察到的12次准晶和18次准晶是准晶研究中的重要事件。为了描述某些软物质（包括聚合物和胶体）的力学行为，我们提出了一个新的固-液相准晶模型。所谓新固液相，是各向异性流体的一种新相模型，但不同于液晶相，这里的结构呈现准周期对称性。在此基础上，研究了材料的弹性、流动性和粘性，并提出了相应的数学理论。讨论了该理论的一些数学解。
2012-10-05 cond-mat.soft
A Dimensionally-Reduced Nonlinear Elasticity Model for Liquid Crystal Elastomer Strips with Transverse Curvature
针对具有横向曲率的液晶弹性体条带，本工作推导了一种降维1维非线性弹性模型，经3维有限元计算和实验验证，能有效捕捉激活条带中类似卷尺弹簧的局部化构型。
2023-10-23 cond-mat.soft math.AP
The mechanical equilibrium of soft solids with surface elasticity
最近的实验表明，在软材料的表面应力可以有显着的应变依赖性。在这里，我们探索这种表面弹性的含义，以显示如何，以及何时，我们希望它出现。我们开发了适当的边界条件，表明它简化显着在某些情况下。我们表明，表面弹性的主要作用是有效地将固体表面的响应面内牵引，特别是在长度尺度小于特征elastocapillary长度。我们还研究了表面弹性如何影响平面线性弹性基底上线力的格林函数问题。有显着的变化，这一解决方案，特别是在著名的位移奇点是正规化。这对润湿接触线、粘附力和摩擦力等软现象提出了有趣的影响。最后，我们讨论了开放的问题，未来的方向，并与现有的研究领域的密切联系。
2018-01-23 cond-mat.soft
Elasticity of polyelectrolyte multilayer microcapsules
我们提出了一种新的方法来探测多层微胶囊的弹性性能。该方法是基于原子力显微镜的胶囊的负载-变形曲线的测量。实验表明，在低施加载荷下，胶囊壳的变形是弹性的。使用膜的弹性理论，我们涉及力，变形，弹性模量，和胶囊的特征尺寸。拟合模型的预测产生的杨氏模量的下限的顺序为1-100 MPa的多层膜的，这取决于用于其溶解的模板和溶剂。这些值对应于弹性体的杨氏模量。
2003-10-23 cond-mat.soft
Finsler geometry modeling and Monte Carlo study of 3D liquid crystal elastomer
我们研究了三维（$3D$）液晶弹性体（LCE）的芬斯勒几何（FG）建模的背景下，其中FG是一个数学框架，用于描述各向异性现象。LCE是一种$3D$橡胶状物体，并具有显著的性能，例如所谓的软弹性和伸长率，其机理目前尚不清楚。为了理解这些各向异性现象，我们引入了一个变量$σ$，它代表了液晶（LC）分子的方向自由度。该变量$σ$用于定义LC分子和本体聚合物之间相互作用的Finsler度量。通过对两平行板间圆柱体的Monte Carlo（MC）模拟，我们发现MC数据中存在软弹性，使得拉伸应力和应变与实验结果一致。此外，伸长也观察到的MC模拟的结果与自由边界的球体，从MC模拟获得的数据也与现有的实验结果是一致的。
2017-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characterization of the soft behavior of nematic elastomers over a range of temperature and strain rates
California Institute of Technology（加州理工学院）；Saint-Gobain Research North America（圣戈班北美研究院）
本文通过新实验装置和数据集，研究了向列弹性体在不同温度和应变速率下的软行为，并将其拟合到新的模型中。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Viscous droplet impingement on soft substrates
撞击在软基底上的粘性液滴可以表现出几种不同的行为，包括重复的弹跳、润湿和悬停，即，在撞击后展开和收缩，而不会反弹或润湿。我们实验研究的条件，使这些特性的行为，通过系统地改变基板的弹性，冲击速度和液体粘度。对于每种基底弹性，向润湿的转变被确定为韦伯数We对欧姆索奇数Oh的依赖性，韦伯数We测量液滴的动能相对于其表面能，欧姆索奇数Oh将粘度与惯性和毛细作用进行比较。我们发现，虽然我们在润湿过渡单调下降与哦相对刚性的基板，它表现出一个反直觉的行为，它首先增加，然后逐渐减少较软的基板。我们实验确定的依赖性的最大韦伯数允许非润湿对基板的弹性的影响，并表明，它提供了一个很好的定量测量液体排斥性的广泛的表面，从液体到软表面和不变形的表面。
2022-02-03 cond-mat.soft
Deformation localisation in stretched liquid crystal elastomers
本文在有限弹性框架内建模液晶弹性体在单轴拉伸下的颈缩与剪切条纹两种不稳定性，通过有限元模拟结合单轴有序参数变化成功重现这两种现象，并首次数值验证了最优条纹宽度随向列相穿透深度增加的规律。
2024-06-11 cond-mat.soft math-ph math.MP
Study of surface roughness modulation on the adhesion behavior of PDMS elastomer
本研究通过砂纸成型和楔形试验，探讨了表面粗糙度对PDMS弹性体在互补界面上粘附行为的影响，揭示了粗糙度、粘附功、平衡裂纹长度及实际接触面积之间的相关性。
2025-07-13 cond-mat.soft
On the anomalous elasticity in the mechanical response of amorphous solids
Sorbonne Université（索邦大学）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）
研究无序固体在机械扰动下的弹性与塑性变形，揭示局部不可逆重构与Eshelby类四极子奇异性导致的异常弹性行为，通过弹性-塑性模型与原子模拟对比，探讨四极子密度在热力学极限下的零条件及尺度依赖的长波弹性失效机制。
2026-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Universal deformations of ideal liquid crystal elastomers
液晶弹性体是橡胶状固体，其中液晶介晶（刚性棒状分子）结合到聚合物的主链中或作为聚合物的侧链。由于橡胶的熵弹性和液晶的取向相变之间的耦合，这些固体显示出一系列不寻常的热机械性能。这些有趣的特性之一是柔软的行为，它能够在几乎没有应力的情况下发生显著的变形。虽然这种现象是众所周知的，但它在很大程度上是在均匀变形的背景下进行研究的。本文研究复杂非均匀变形中的软行为。我们将这些材料建模为超弹性、各向同性、不可压缩固体，并利用埃里克森的开创性工作，埃里克森建立了非平凡的普遍变形的存在，这些变形满足每一个超弹性、各向同性、不可压缩固体的平衡方程。我们研究了球形和圆柱形气球的膨胀，空化和弯曲。
2022-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structuro-elasto-plasticity (StEP) model for plasticity in disordered solids
用于固体对变形的响应的弹塑性格构模型通常仅通过分配给每个站点的局部屈服应变隐式地包含结构。然而，局部屈服应变可以响应于系统中的附近甚至远处的塑性事件而改变。这种相互作用是理解雪崩等现象的关键，在雪崩中，一个塑性事件可以触发另一个塑性事件，导致一连串事件，但通常在弹塑性模型中被忽略。为了包括相互作用，可以计算给定颗粒系统的局部屈服应变并跟踪其演变，但这是昂贵的，并且需要颗粒相互作用的知识，这通常很难从实验中提取。相反，我们引入了一个结构量“柔软度”，它是使用机器学习获得的，与即将发生的塑料重排相关。我们发现，柔软度也与局部屈服应变。我们将柔软度构建一个“结构弹塑性”模型，再现粒子模拟结果定量几个可观察到的数量，确认我们捕捉到的局部结构，塑性和弹性的相互作用对材料响应的影响。
2022-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Liquid crystal elastomer coatings with programmed response of surface profile
刺激响应型液晶弹性体（LCEs）具有分子取向有序性和类橡胶弹性的强耦合性，在软机器人、传感、运输和推进系统中显示出巨大的工作潜力。我们展示了一个动态的热控制LCE涂层的表面形貌实现通过预先设计的图案在平面内的分子取向。这些图案决定了LCE涂层是否产生隆起、凹陷或平面内变形。确定性依赖的面外动态表面轮廓上的面内取向图案解释由激活力。这些力由两个因素引起：（i）由温度驱动的聚合物网络的拉伸-收缩;（ii）LCE的空间变化取向。激活力概念将响应性LCE带入活性物质的范畴。所证明的关系可用于设计具有模拟生物组织（例如皮肤）的功能的可编程涂层。
2018-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A robust method for quantification of surface elasticity in soft solids
提出了一种测量软固体表面弹性常数的方法。通常，这需要在弹性毛细血管长度尺度附近探测界面力学，这通常是微观的。嵌入在软固体中的微观液滴的变形是特别有吸引力的，因为它们避免了与先前实验相关的固有非线性，例如接触线的平衡和图案化表面的松弛。我们推导出单轴变形下的液滴的形状和流体静力膨胀后的液滴的半径的解析解。我们将机械变形与液滴的溶解结合起来，以评估实验灵敏度。结合两种变形模式的实验数据，应该能够可靠地提取出一套完整的各向同性表面材料参数后，一个特定的最小化程序。
2021-11-10 cond-mat.soft physics.app-ph
Direct Measurement of the Elastohydrodynamic Lift Force at the Nanoscale
我们提出了第一个直接测量的弹性流体动力学升力作用在一个粘性液体中移动的球体，附近和沿着一个软基板下纳米限制。使用原子力显微镜，升力探测作为间隙大小的函数，对于各种驱动速度，粘度和刚度。随着间隙的减小，力增加，并且在小间隙处表现出饱和。结果是在良好的协议与缩放参数和定量模型开发的软润滑理论，在线性弹性，并为小的顺应性。对于较大的顺应性，或等效为较小的限制长度尺度，经验的比例律所观察到的饱和升力给出和讨论。
2019-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Elastohydrodynamic Synchronization of Adjacent Beating Flagella
现在已经确定，真核生物的鞭毛或纤毛的相邻跳动对通常在相位上同步。大量的证据支持这一假设，即活动细丝之间的流体动力学耦合，结合波形顺应性，提供了一个强大的同步机制。这种弹性流体动力学机制已被纳入“珠-弹簧”模型，其中鞭毛由径向弹簧束缚的微球体代表，因为内力驱使它们绕轨道运动。虽然这些低维模型再现了同步现象，但它们的参数并不容易与鞭毛的参数相关。更现实的模型，反映轴丝的弹性和主动力的产生采取四阶非线性偏微分方程的形式。虽然计算研究已经表明同步性，由这样的模型所支配的附近的细丝之间的流体动力学耦合的影响已被理论上只在鞭毛间距离$d$大的鞭毛长度相比$L$的制度检查。然而，在许多生物学情况下，$d/L \ll 1$。在这里，我们首先提出了一个渐近分析的两个细丝之间的水动力耦合的制度$d/L \ll 1$，并发现耦合的形式是独立的细节的内力，支配的细丝的运动。这种分析类似于涡丝运动的局部感应近似，并推广到互感的情况。要了解如何耦合机制导致同步的扩展对象，我们引入了一个启发式模型鞭毛跳动，一个单一的四阶非线性PDE的形式是来自对称性的考虑，弹性物理，和过阻尼性质的动态。该模型的分析和数值研究说明了如何通过渐近耦合实现两个灯丝之间的同步。
2016-10-11 cond-mat.soft q-bio.CB
