Extension of a suspended soap film: A homogeneous dilatation followed by new film extraction
液体泡沫因其高有效粘度而在工业上得到广泛应用，但其局部来源尚不清楚。这封信提出了新的结果上的悬浮肥皂膜的延伸，在一个配置模仿泡沫剪切过程中发生的基本变形。我们证明了一个令人惊讶的两步演变：薄膜首先均匀地延伸，然后其延伸停止，并从弯月面提取一个新的较厚的薄膜。第二步是独立的表面活性剂溶液的性质，而初始扩展仅观察到表面活性剂溶液与可忽略的伸缩模量。我们预测这个复杂的行为，使用一个模型的基础上Frankel的理论和约束引起的界面硬化。
2013-09-10 cond-mat.soft
Flow fields in soap films: relating surface viscosity and film thickness
我们遵循不同的$h/d$，其中$h$是膜的厚度和$d$颗粒的直径的肥皂膜中的胶体颗粒的扩散运动。这些膜的流体动力学通过观察作为分离$R$的函数的粒子对的相关运动来确定。Trapeznikov近似[A. A. Trapeznikov，\emph{PICSA}（1957）]用于将肥皂膜建模为与大量空气相接触的有效界面，其表现为2D流体。从相关粒子运动确定的流场表现出良好的协议与预期的二维流体理论为我们所有的电影，其中$0.6 \leq h/d \leq 14.3$，与表面粘度匹配，预测Trapeznikov。然而，对于具有$h/d > 7 \pm 3$的较厚的膜，单个粒子运动比预期的快。此外，虽然流场仍然匹配那些预期的2D流体，这些流场的参数变化显着厚膜。我们的研究结果表明，从2D到3D流体的行为发生在这个值的$h/d$。
2009-05-09 cond-mat.soft
Marangoni elasticity of flowing soap films
我们测量流动的肥皂膜的马兰戈尼弹性为22达因/厘米，与其宽度、厚度、流速或本体肥皂浓度无关。我们通过在肥皂膜中产生斜激波并测量激波角度、流速和厚度来进行测量。我们假设弹性是恒定的，因为薄膜表面挤满了肥皂分子。我们的方法允许非破坏性的测量流动的肥皂膜的弹性，和值22达因/厘米可能适用于其他类似构造的流动的肥皂膜。
2016-10-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
"Young" soap films
如果我们从表面活性剂溶液中快速拉出一个金属框架，我们会得到一个具有相对简单特征的“年轻”肥皂膜，正如Lucassen首先注意到的那样。膜的重量通过表面张力的垂直梯度平衡。在每个水平，局部溶液浓度与局部单层平衡。我们从1987年开始对青年电影进行详细的分析。我们在这里提出了一种更有启发性的方法a）浓度分布在大高度处呈指数衰减，特征长度在米范围内b）表面受到保护，直到不同的（更大的）高度c）我们还审查了动态要求。表面活性剂必须在比纯水膜的自由降落时间短的时间内到达表面。
2000-11-06 cond-mat.soft
Bubble entrainment by a sphere falling through a horizontal soap foam
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
研究了球体通过肥皂膜时气泡的卷入现象，发现气泡大小受颗粒大小和接触角影响。
2020-01-13 cond-mat.soft
Surface tension of flowing soap films
流动的皂膜的表面张力相对于膜厚度和皂溶液的浓度来测量。我们通过测量束缚肥皂膜通道的尼龙线的曲率来执行该测量，并使用测量的曲率来参数化表面张力和线的张力之间的关系。我们发现当膜较薄或由低浓度的皂液制成时，我们的皂膜的表面张力增加，否则它接近于30 mN/m的渐近值。一个简单的吸附模型，只有两个参数描述我们的观察相当不错。通过我们的测量，我们还能够测量肥皂膜的吉布斯弹性。
2017-11-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The two loop calculation of the disjoining pressure of a symmetric electrolyte soap film
本文考虑对称电解皂膜分离压力的双回路计算。我们表明，分离压力是有限的环路膨胀时，使用累积膨胀，并不需要短距离截止。循环展开用g=l_B/l_D展开表示，其中l_D是德拜长度，l_B是Bjerrum长度。我们表明，有一个非解析的贡献的顺序g*ln（g）。我们还表明，两个回路校正是大于一个回路项在大的膜厚度，这表明在此限制的非微扰校正的一个回路的结果。
2004-03-04 cond-mat.soft
Surface tension profiles in vertical soap films
实验研究了垂直皂膜中的表面张力分布。在薄膜中引入可变形的弹性物体进行测量。设置在膜中的那些物体所采用的形状可以通过对适应的弹性方程的数值求解而与在给定垂直位置处的表面张力值相关。我们表明，所观察到的依赖性的表面张力与肥皂膜中的垂直位置可以通过简单的建模考虑到膜厚度测量再现。
2013-10-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stability and bifurcation of a soap film spanning an elastic loop
由\cite{gm}提出的欧拉-高原问题涉及一个横跨柔性环的肥皂膜。膜和环的形状由两个组分之间的相互作用决定。在目前的工作中，欧拉-高原问题重新产生一个参数化的生成表面和边界环的向量场的边值问题。使用相关的自由能泛函的第一和第二变化，进行详细的分岔和稳定性分析。对于具有能量密度$σ$的跨越表面和具有长度$2πR$和弯曲刚度$a$的边界环，第一个分叉发生在$σR^3/a=3$处，在此期间跨越表面保持平坦，但边界环变得非圆形，证实了之前通过能量比较获得的结果。其他分歧的解决方案分支，包括那些从平坦的圆形解决方案分支非平面解决方案分支，也被证明是不稳定的。
2013-07-12 cond-mat.soft
Thickness profiles of giant soap films
本文通过高速拉出水平鱼线制备高达两米的巨型肥皂膜，建立结合重力、表面弹性与侧向抽膜效应的静态弹性模型，解释了中央区域的指数厚度分布。
2023-04-21 cond-mat.soft
Dynamic buckling of elastic rings in a soap film
当载荷快速施加到静止的弹性物体上或从静止的弹性物体上移除时，可能发生动态屈曲。与其静态对应物相比，动态屈曲提供了广泛的可访问模式，这取决于系统的参数和负载的动态。为了研究这些影响，我们认为实验的动态弹性环的肥皂膜的一部分时，突然删除的电影。施加到环上的张力的变化产生了一系列有趣的图案，这些图案在静态实验中无法轻易获得。取决于环的截面的纵横比，在剩余的肥皂膜的平面内或平面外发现高模式屈曲模式。奇怪的是，虽然需要惯性来观察这些非平凡模式，但所选模式并不依赖于惯性本身。这种模式的演变超出了初始的不稳定性进行了实验研究，并通过理论参数解释连接动力学模式选择和模式的增长。我们还探讨了动态加载的影响，并通过数值计算表明，通过施加与不稳定增长率竞争的加载速率，可以选择和控制所观察到的模式。
2020-05-13 cond-mat.soft
Jet impact on a soap film
我们实验研究液体射流对肥皂膜的影响。我们观察到，射流永远不会打破膜，两个定性不同的稳定制度可能会发生。第一个是在小入射角下，当射流穿过薄膜并被薄膜-射流相互作用偏转时，获得的类似折射的行为。对于较大的入射角，射流被薄膜吸收，从而产生一类新的流动，其中射流沿薄膜以特征波长波动。除了它的根本利益，这项研究提出了一种新的方式来引导液体在惯性制度的微米流量和探测泡沫的稳定性，在肥皂膜规模的剧烈扰动。
2012-08-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lifetime of vertical giant soap films: role of the relative humidity and film dimensions
本文研究垂直巨型肥皂膜寿命，发现相对湿度和尺寸影响显著，排水影响小，蒸发主导，Boulogne & Dollet模型可预测最大寿命。
2024-02-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
2D to 3D transition in soap films demonstrated by microrheology
Emory University（埃默里大学）
本研究通过荧光显微镜追踪不同厚度肥皂膜中胶体颗粒的扩散运动，结合单、双颗粒微流变测量及相关理论公式，发现厚肥皂膜（h/d>7）中表面黏度出现非物理值，揭示了肥皂膜从二维到三维行为的转变。
2008-11-17 cond-mat.other cond-mat.soft
Theoretical and experimental study of the stability of a soap film spanning a flexible loop
用变分模型研究了肥皂膜在柔性环上的稳定性。该膜被建模为具有恒定张力的流体表面，并且该环被建模为抵抗弯曲和扭曲的弹性杆。基础能量泛函的第一和第二能量变化的推导，导致控制平衡方程和稳定性准则。后者的标准，探讨平面和横向扰动的平面圆形配置的稳定性。实验研究了后屈曲构型，并探讨了理论预测的有效性。对边界环施加扭曲会使扁平的圆形环不稳定，这些圆形环足够短，在无扭曲时是稳定的。然而，当圆盘仅受径向或仅受横向扰动时，稳定性条件与扭转无关。根据平衡方程，平面平衡构形的扭转角应沿回路均匀分布。稳定性准则保证了这种均匀性在屈曲后得以保持。关于增加膜的表面张力或环的长度的稳定性对边界环的横截面厚度敏感。然而，关于增加总扭转的稳定性与该厚度无关。
2015-04-16 cond-mat.soft
Solvable model for electrolytic soap films: the two-dimensional two-component plasma
我们研究了电解质肥皂膜的一个玩具模型，二维二组分等离子体。对于库仑耦合常数$βq^2=2$的特殊值，该模型是精确可解的。这使我们能够计算薄膜的分离压力并研究其稳定性。我们发现库仑相互作用在这种稳定性中起着重要的作用。此外，测量皂阴离子对边界的吸引力的粘附性是非常重要的。对于大的粘附性，膜是稳定的，而对于小的粘附性，可能发生塌陷。我们还研究了薄膜中的密度和相关性。边界附近的电荷密度呈双层分布。我们表明，电荷相关性验证了一定数量的总和规则。
2001-09-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electrostatic Fluctuations in Soap Films
本文研究了一种描述肥皂膜中静电相互作用的场论，该理论用具有广义热力学表面充电机制的电多层膜来描述。在静电相互作用很弱的极限，这个理论是完全可解的。该理论以一致的方式结合了表面充电机制和对应于范德华力的零频率分量的静电场中的波动。结果表明，这些条款导致卡西米尔吸引力，可以足够大，以解释之间的过渡的共同黑膜的牛顿黑膜。
2002-02-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Simulating the interaction between a falling super-quadric object and a soap film
本文以三维模拟的方式，研究了轻质固体与圆柱形管道内竹泡沫肥皂膜的相互作用。我们通过改变单个形状参数以及改变物体的初始方向和位置来改变下落物体的形状。我们详细调查如何在所有这些情况下的肥皂膜变形，并确定网络和压力，泡沫施加在一个下落的物体上，由于表面张力和气泡压力分别。我们表明，在一个特定的方向上的立方体颗粒的经验最大的阻力，这个方向也是最有可能的结果，从一个任意的方向通过竹泡沫下降立方体。
2017-01-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Tunneling of Micro-sized Droplets Through a Flowing Soap Film
当微米级水滴以$v_{i}$的速度撞击自由悬浮的肥皂膜时，存在一个临界撞击穿透速度$v_{C}$。对于具有$v_{i}<v_{C}$的液滴，其在冲击后与皂膜一起流动，而具有$v_{i}>v_{C}$的液滴，其隧穿。在所有情况下，尽管液滴半径（$R_{0}=26\,μm$）远大于膜厚度（$0<h\lesssim10\,μm$），膜仍保持完整。临界速度$v_{C}$被测量为$h$的函数，有趣的是，$v_{C}$在极限$h\rightarrow0$中接近渐近值$v_{C0}\simeq520\,$ cm/s。这表明，除了惯性效应之外，穿透还需要膜的变形或拉伸能量。定量地，我们发现，这种变形能对应于创建$\sim14$倍的液滴的横截面积（$14πR_{0}^{2}$）或临界韦伯数${\rm We_{C} } (\equiv2R_{0}ρ_{w}v_{C0}^{2}/σ)\simeq44$，其中$ρ_{w}$和$σ$分别是水的密度和表面张力。主要结果：研究了液滴与皂膜的相互作用。当冲击速度大于临界速度时，液滴穿透肥皂膜而不破膜，并利用考虑膜拉伸的机械碰撞模型对实验结果进行了合理化解释。
2018-08-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surfactant films in lyotropic lamellar (and related) phases: Fluctuations and interactions
肥皂膜之间的类比变薄下边界毛细吸力和层状堆叠的表面活性剂双层渗透应力脱水的探索，特别是在高度脱水的限制，肥皂膜成为牛顿黑膜。在这两种情况下，短程排斥相互作用的性质的表面覆盖的接口和跨水通道的作用将被讨论。
2017-06-22 cond-mat.soft
Self-similar and Universal Dynamics in Drainage of Mobile Soap Films
Université Côte d’Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice (INPHYNI)（尼斯蔚蓝海岸大学，法国国家科学研究中心，尼斯物理研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）
本研究通过实验揭示了肥皂膜排水过程的自相似性和通用动力学特性，由单一物理标量支配。
2024-11-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Björling Representation for Jacobi Fields on Minimal Surfaces and Soap Film Instabilities
我们开发了一个通用的框架，使用Björling表示的最小表面的肥皂膜上的不稳定性的描述。该结构是自然的几何和不稳定性的解释是指定的振幅和横向梯度沿任何曲线躺在最小的表面。当振幅为零时，曲线形成临界稳定区域的边界的一部分，而当梯度为零时，雅可比场沿曲线最大。在后一种情况下，我们表明，雅可比场是最大限度地本地化，如果它的振幅是一个一维薛定谔算子的最低本征函数。我们提出的例子螺旋面，悬链线，圆形螺旋面和平面Enneper最小的表面，并强调，几何性质的Björling表示允许直接连接观察到的不稳定性肥皂膜。
2019-12-30 cond-mat.soft math.DG
Flowing menisci: coupled dynamics and liquid exchange with soap films
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；INPHYNI（物理化学与界面研究所）；Université de Rennes（雷恩大学）；IPR (Institut de Physique de Rennes)（雷恩物理研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）
该研究通过实验和模型揭示了肥皂膜与泡膜之间的动态液体交换机制，提出了一种扩展的排水方程以描述泡膜流动状态。
2025-03-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Soap Films Amplify the Air-Water Interface but Neither Produce Detectable H2O2 Nor Enhance Reduction of Gold Ions
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
本研究通过多种技术验证，肥皂膜放大空气-水界面既不产生H2O2也不增强金离子还原，指出相关反应源于体相溶液化学，而非界面效应。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-similarity with universal property for soap film and bubble in roll-off stage
所有的孩子都喜欢吹肥皂泡，肥皂泡也会出现在我们的浴缸和洗碗时。分析了肥皂泡颈在拉伸过程中的变薄和断裂现象。与更广泛研究的边界开放的膜相比，我们集中在具有守恒空气体积V的气泡上。像膜（F）一样，气泡（B）的非平衡态可以分为四种状态：（1）滚降，（2）尖点接近，（3）夹断和（4）破裂。证明了皂膜轮廓在F-1、B-1和B-3中存在自相似性，在F-1和B-1中具有普适性。前者意味着连续时间的轮廓可以在通过倒计时时间τ重新缩放之后映射到主曲线。然而，后者进一步要求该主曲线在保持V/R^3固定的情况下对于不同的膜环尺寸R和不同的气泡V和R是相同的。普遍属性的展示表明，记忆擦除的过程开始早于制度3。我们还发现，最小半径的尺度为h_{min} ~τ^{1/2}，与V和拉速无关。注意，我们讨论的有效性受到滚降区持续时间从10^{-2}到10^{-3} s的限制。
2022-10-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Quantifying the liquid flow between a soap film and a vertical meniscus
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
通过实验、数值模拟和理论建模，研究了固体板插入垂直肥皂膜时引起的液体流入弯月面的通量，确定了通量系数并发现其在参数范围内保持恒定。
2026-05-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Long distance attraction between particles in a soap film
Univ. Rennes, CNRS, IPR – UMR 6251（雷恩大学）；GRASP, Institute of Physics B5a, University of Liège（列日大学）；Université Grenoble Alpes, CNRS, LIPhy（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
研究液膜中两颗毫米级粒子因液面变形产生的长程吸引现象，揭示了边界条件导致的非互易相互作用。
2026-04-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The effect of mean flow speed in soap film channels
Konkuk University（建国大学）
针对皂膜通道平均流速影响实验结果但原因不明的问题，通过倾斜与垂直通道实验研究涡街几何随流速的变化，发现其与类马赫数关联，揭示雷诺相似性失效源于皂膜的二维可压缩性。
2026-10-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Sliding dynamics of a particle in a soap film
本研究通过实验和理论模型揭示，毫米级粒子在肥皂膜中的滑动动力学由膜的引力畸变主导，而非粒子引起的变形，并精确预测了摩擦系数，为表面粘度设定了上限。
2025-02-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Geometrically Templated Dynamic Wrinkling from Suspended Poly(vinyl alcohol) Soap Films
本文研究了悬浮在3D打印线框上的PVA肥皂膜在干燥液-固相变中的自发动态起皱现象，揭示了厚度梯度、浓度梯度与渗透压共同驱动皱纹形成，并实现通过溶液浓度、初始质量、湿度及线框几何形状对皱纹波长、数量和图案的调控。
2025-03-08 cond-mat.soft physics.app-ph
Boundary Singularities Produced by the Motion of Soap Films
最近的工作表明，莫比乌斯带肥皂膜呈现不稳定的变形其框架改变拓扑结构的磁盘通过“捏颈”的边界奇点。这种行为与悬链不同，悬链通过体奇点转变为两个圆盘。目前还不清楚奇点的类型是否通常是表面拓扑的结果，也不知道这种依赖性如何从表面的运动方程中产生。为了解决这些问题，我们调查实验，计算和理论上的路径与不同的拓扑结构，包括家庭的刺破克莱因瓶的肥皂膜的奇点。我们发现，奇点（散装或边界）的位置可能取决于边界变形的路径。在不稳定状态下，肥皂膜运动的驱动力是平均曲率。因此，颈部的最西部分，与曲面的最短非平凡闭合测地线相关联，具有最高的曲率，并且是移动最快的。就在不稳定性发生之前，在稳定表面上存在最短闭合测地线，这是颈部测地线演化的初始条件，所有这些测地线与框架具有相同的拓扑关系。我们提出了合理的假设，如果初始测地线与边界相连，那么奇异性将发生在边界处，而如果两者最初不相连，那么奇异性将发生在主体中。平均曲率流动的数值研究和实验结果支持了这些理论。
2014-07-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Soap Film Drainage Using a Centrifugal Thin Film Balance
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；CNRS, Institut de Physique de Nice (INPHYNI)（法国国家科学研究中心尼斯物理研究所）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）
研究在有效重力场下肥皂膜的稳定性及变薄动力学，通过离心薄层天平和干涉技术分析，发现毛细吮吸和边缘再生机制主导排水过程，揭示有效重力对薄膜变形、毛细吮吸和惯性-粘性转变的影响。
2026-02-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Liquid soap film generates electricity
我们已经观察到，旋转的液体肥皂膜在放置在具有足够大的电势差的两个非接触电极之间时产生电。在我们的实验中，悬浮液膜（水+肥皂膜）形成在一个圆形框架的表面上，该圆形框架由一个马达迫使在$x-y$水平面内旋转。该系统位于两个电容器状垂直板的中心，以在$x-$方向上施加外部电压差。使用在$y-$方向上分开的两个导电电极从液膜收集所产生的电流。我们以前报道过，当电流通过时，外电场中的液膜旋转，将其命名为液膜马达（LFM）。在本文中，我们报告了一种新的技术，其中一个类似的设备可以用作发电机，转换旋转的机械能电能。液膜发电机（LFEG）与LFM形成鲜明对比，两者都可以在非常小的尺度上类似地设计，如具有不同应用的微尺度。虽然该装置与商用电动机或发电机相当，但它们的工作原理有显著差异。通常在电动机或发电机中，磁场引起驱动力，而在LFM或LFEG中，库仑力是驱动力。从生物科学的角度来看，这一事实也很有趣，并与生物马达相似。在这里，我们已经调查了这样的发电机的电气特性的第一次实验和建模的现象与电对流控制方程。利用电荷-电势关系的局部近似进行了数值模拟，结果与实验定性一致。
2014-04-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The effect of menisci on vortex streets on soap film flows
本文通过肥皂膜实验测量铝、钛和玻璃圆锥体产生的弯月面尺寸，并比较不同材料后方的涡街，揭示弯月面会给物体带来不可忽略的附加长度效应。
2023-04-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Myelin figures: the buckling and flow of wet soap
髓磷脂图形是当某些表面活性剂在过量水中溶胀时形成的界面结构。在这里，我提出的数据和模型计算表明髓鞘的形成和生长是由于表面活性剂的流体流动，在干燥的表面活性剂/水界面的水化梯度驱动;基于这个想法的一个简单的模型定性地再现了在不同的实验中观察到的各种髓鞘生长行为。从一个详细的实验观察髓鞘如何从一个平面前体结构的发展，我确定了一个机械不稳定性，可能是髓鞘形成的基础。这些结果表明，混合的机械特性的表面活性剂层状结构，其中流体和弹性性能共存，是什么使髓鞘的形成和生长。
2009-05-28 cond-mat.soft
Merging of Soap Bubbles and Why Surfactant Matters
两个肥皂泡的合并是泡沫形成中的基本流体力学过程。在目前的实验研究中，两个肥皂泡的液体膜被带到一起。一旦最初被气体层隔开的液体层在单个点上桥接，两个液体膜的快速合并就进行了。因此，连接边缘被快速加速到分离气体层中。我们表明，由于形成的凹坑的速度是不均匀的，高加速度的原因最初的瑞利-泰勒不稳定的液体边缘。在以后的时间，边缘需要愈合成一个圆形的形状。然而，对于足够高浓度的表面活性剂，不稳定的边缘夹断微泡，导致聚结后的分形树枝状结构。
2020-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of bubbles spontaneously entering in a tube
本文研究了气泡接触小直径开口管时自发收缩并在管内推动皂膜的动力学，通过Laplace压力与粘性力的力学平衡建立模型，提出数值求解与渐近解析解，并验证了排空时间主要受直径比和皂膜数量影响。
2023-06-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
How to make a giant bubble
使用肥皂、水和长链聚合物的混合物，可以形成体积接近100 m2 $^3$的自由漂浮的肥皂泡。在这里，我们调查如何创建和维持这种薄膜随着时间的推移。我们展示了拉伸流变学如何是产生气泡的最重要因素，以及溶剂化聚合物分子量的多分散性如何在较低浓度下导致更好的性能。此外，使用红外吸收，我们测量肥皂膜厚度分布和膜寿命。虽然初始厚度主要取决于洗涤剂的选择，但是聚合物可以在高分子量和高浓度下显著增加膜寿命，尽管这样的高浓度可以抑制初始膜形成。因此，用于制造巨大气泡的聚合物添加剂的理想浓度需要在拉伸期间具有稳健的粘弹性流变性，并且在重力排水和蒸发期间具有长的膜寿命。
2019-11-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Surprising mappings of 2D polar active fluids to 2D soap and 1D sandblasting
活动流体和生长界面是两个研究得很好但非常不同的非平衡系统。每一种都表现出与平衡态完全不同的非平衡态行为。在这里，我们证明了这两者之间的一个令人惊讶的联系：在两个空间维度的不可压缩极性活性流体的有序相没有动量守恒，和增长的一维界面（即1+1维Kardar-Parisi-Zhang方程），实际上属于同一个普适类。这个普适类还包括两个平衡系统：二维近晶相液晶和一种特殊的约束二维铁磁体。我们使用这些连接表明，二维不可压缩的羊群是强大的波动，并表现出普遍的长程，各向异性的时空相关性的波动。我们也因此确定的各向异性指数$ζ$和粗糙度指数$χ_{_{x,y}}$，这些相关性的特征的确切值。
2016-06-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
Hysteretic transition from laminar to vortex shedding flow in soap films
有不同的方式使流体流动成为湍流，但通常在此之前发生许多不稳定性。在这些不稳定性中，从层流到旋涡脱落的转变具有重要的实际意义。在这里，我们研究的流动，在足够高的流速，涡流产生的一个固定的障碍物（圆筒），它穿透流动，准二维肥皂膜。我们目前的实验结果表明，从层流到周期性卡门涡街的过渡可以是滞后的，即改变平均流速$\bar V$涡流可以生存在低于产生它们所需的速度的速度。这是一个意想不到的结果，因为3D实验很好地描述了霍普夫方程，这是不兼容的滞后。除此之外，我们的数据不能令人满意地拟合滞后的通用模型，即五阶朗道方程。结果发现，现象学模型描述我们的实验结果很好。证据表明，润湿性能的杆，机械不稳定性（即振动）的设置，和周围空气的影响是不是滞后的原因。为了减少三维效应，用厚度约为膜厚度八倍的圆盘代替棒。用圆盘代替杆增加了间隙宽度和脱落频率。通过瞬态测量研究了滞后间隙中系统的行为（例如不稳定轨迹）。
2000-07-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The Universe in a Soap Film
宇宙学常数的值是现代宇宙学的主要难题之一：它很小，但不为零。索尔金从量子引力的考塞特方法预言，宇宙学常数具有量子涨落。预测的涨落数量级与随后观测到的宇宙学常数值一致。我们早先已经在宇宙的宇宙学常数和流体膜的表面张力之间建立了一个类比。在这里，我们通过计算机模拟表明，流体膜的表面张力具有源于其离散分子结构的统计波动。我们的类比使我们能够把这些数值实验看作是探测一个小的波动的宇宙学常数。从我们的类比中得出的见解，我们表明，波动的宇宙学常数是量子引力模型的一般特征，并且比它最初提出的特定背景更普遍。我们追求和完善波动的宇宙学常数的想法，并努力作出进一步的可检验的预测。
2009-06-15 astro-ph.CO cond-mat.soft gr-qc
Smectic and soap bubble optofluidic lasers
本研究展示了染料掺杂的肥皂或近晶相液晶泡可作为回音壁模式激光器，实现高灵敏电场和压力传感，并具有巨大动态范围，为微腔研究提供新途径。
2023-11-10 cond-mat.soft physics.app-ph physics.optics
When is a surface foam-phobic or foam-philic?
University of Reading（雷丁大学）；Institut d’Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) CNRS UMR8520, The University of Lille（里尔大学纳米电子、微电子和纳米技术研究所）；Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）；ISEL – Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Instituto Politécnico de Lisboa（里斯本高等理工学院）；Centro de Física Teórica e Computacional, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa（里斯本大学科学学院理论计算物理中心）
研究通过杨-拉普lace方程分析了肥皂膜与基底的润湿性关系，发现特定条件下基底可支持泡沫形成，否则则无法支持。
2017-10-03 cond-mat.soft
Simulation of surfactant transport during the rheological relaxation of two-dimensional dry foams
我们描述了一个数值模型来预测二维干泡沫的流变学。该模型准确地描述了肥皂膜的曲率，粘性摩擦与墙壁，并包括运输的表面活性剂内的薄膜和跨顶点的薄膜满足。它适应泡沫流动时发生的泡沫拓扑结构的变化，特别是准确地表示拓扑结构变化后泡沫的松弛。该模型对实验数据进行验证，允许与不同的表面活性剂溶液的弹性和粘性参数的预测。
2018-08-09 cond-mat.soft
Minimal surfaces bounded by elastic lines
在数学中，经典的Plateau问题包括寻找跨越给定刚性边界曲线的面积最小的曲面。这个问题的物理实现是通过将一个给定形状的刚性金属丝框架浸入肥皂水中，然后将其移除;跨越肥皂膜的形状是高原问题的解决方案。但是，如果肥皂膜跨越一个不可伸展但灵活的金属线环，会发生什么呢？我们考虑这个简单的查询，耦合高原的问题欧拉的Elastica：一类特殊的给定长度的无扭曲线，最小化其总平方曲率能量。两个连接物理学和数学的最古老的几何问题的自然结合导致了对以弹性线为边界的极小曲面的形状的探索：欧拉-高原问题。我们使用简单的物理实验与肥皂膜，跨越软丝，缩放的概念，精确和渐近分析结合数值模拟，探索一些丰富的形状，结果相结合。我们的研究提出了对几何的内在兴趣及其与材料科学、聚合物物理、建筑甚至艺术等一系列学科的自然联系的问题。
2012-05-30 cond-mat.soft math-ph math.DG
Fluid-membrane tethers: minimal surfaces and elastic boundary layers
薄的圆柱形系链是常见的脂质双层膜结构，出现在从人工囊泡的显微操作实验到高尔基体的动态结构的情况下。我们研究的形状和形成的系绳的经典肥皂膜问题，这是适用于膜盘的情况下，张力受到一个点力。对于足够大的位移，在力的作用点附近，从弹性边界层形成一个系绳。给出了膜形状各方面的分析结果。
2002-01-16 cond-mat.soft
Microfluidic Thin Film Pressure Balance for the Study of Complex Thin Films
自支撑液膜的研究由于其与许多基础和应用科学问题的相关性而越来越受欢迎。它们构成肥皂泡和泡沫，用作气体传输的膜或生物物理学中的模型膜。更一般地说，他们提供了一个方便的工具，在软物质科学的界面和约束驱动的影响有关的许多基本问题的调查。过去已经开发了几种方法和装置来可靠地保证这种膜的变薄和稳定性，所述膜通常由低粘度的水溶液/分散体产生。随着对由强粘弹性和复杂流体制成的也可能固化的膜的研究兴趣越来越大，需要开发新一代设备来可靠地管理这些配方所施加的约束。因此，我们在这里提出了一种微流控芯片设计，它允许可靠的创建，控制和表征的独立膜的复杂流体。我们提供所有技术细节，并通过选择说明性示例（包括聚合物熔体薄膜和凝胶水凝胶）来演示该设备在更大范围的系统中的功能。
2020-12-11 cond-mat.soft
A thin film model for corotational Jeffreys fluids under strong slip
本文推导了粘弹性液体在强滑移作用下的薄膜模型，该模型服从共转Jeffreys流体的应力张量动力学。
2006-05-14 cond-mat.soft
Classical Hydrodynamics for Analogue Spacetimes: Open Channel Flows and Thin Films
在这里，我们回顾的方式来建立模拟时空在明渠流动，通过查看在过去几年中在相关的流态的流动相图和相应的模拟实验。通过引入下一代模拟重力实验的全新系统来讨论像圆形跳跃这样具有不同色散特性的薄膜：带有毛细波/弹性波的流动肥皂膜。
2020-05-07 cond-mat.soft gr-qc physics.class-ph
Effects of an embedding bulk fluid on phase separation dynamics in a thin liquid film
利用耗散粒子动力学模拟方法，研究了嵌入体相流体对平面液膜相分离动力学的影响。在添加体相流体时，畴生长指数从2D改变为3D行为，即使相分离发生在2D几何形状中。在膜中的相关扩散测量表明，体相流体的存在下改变的性质的纵向耦合扩散系数从对数到代数依赖1/s，其中S是两个粒子之间的距离。这一结果，以及标度指数，表明相分离发生通过布朗凝聚过程。
2010-02-24 cond-mat.soft
Instabilities and waves in thin films of living fluids
我们制定的薄膜流体动力学的极性自驱动粒子的悬浮液，并表明，它是容易通过活动，极性和自由表面的存在的相互作用的几个不稳定性。我们的方法扩展，自推进系统，本阿马尔和卡明斯[物理流体13（2001）1160]的工作薄膜向列。根据我们的估计，不稳定性应该在细菌悬浮液和板状伪足中看到，并且可能与生物膜的形态有关。我们建议几个实验测试我们的理论。
2009-01-26 cond-mat.soft
Weak non-linear surface charging effects in electrolytic films
研究了一种简单的非离子表面活性剂皂膜模型。该模型表现出电荷正则化，由于负责形成的表面电荷的物理机制的结合。我们使用高斯场论的电影，但完整的非线性表面项，然后在一个循环的水平，通过计算平均场泊松-玻尔兹曼解决方案，然后在这个解决方案的波动。我们仔细分析了理论的重整化，并将其应用到一个三层模型的Stern层厚度$h$的薄膜。对于这个模型，我们给出了表面电荷$σ(L)$和分离压力$P_d(L)$的表达式，并显示它们对参数的依赖性。图像电荷的影响自然出现在形式主义，我们表明，预测强烈依赖于$h$，因为他们的影响。特别是，我们表明，表面电荷消失的膜厚度$L \to 0$。关于这类理论的波动项表现出跨膜的类卡西米尔吸引力，尽管众所周知这种吸引力与电解质存在下厚膜的平均场分量相比可以忽略不计，在这里研究的模型中，这些波动也影响表面电荷调节，导致分离压力中的波动分量，其具有与平均值相同的行为。场分量，即使对于大的膜厚度。
2002-10-22 cond-mat.soft
Bubbles and liquid films resisting drainage, evaporation and nuclei-induced bursting
肥皂泡本质上是脆弱和短暂的。根据其组成和环境，气泡破裂可以由重力引起的排水和/或液体蒸发和/或核的存在引发。它们也可以由于拉普拉斯超压引起的内部气体在外部大气中的扩散而收缩。在本文中，我们设计了一种复合液膜制成的气泡，能够中和所有这些影响，并在标准大气中保持一年以上的完整性。这种复合膜的独特性质是合理的非线性模型，并用于设计复杂的对象。
2022-01-31 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Microscopic Details of a Fluid/Thin Film Triple Line
近年来，人们对软物体遇到流体界面（弹性-毛细相互作用）的力学产生了相当大的兴趣。在这项工作中，我们实验研究的情况下，流体的刚性材料的薄膜，反过来，是休息在流体基板上休息。为了简化复杂性，我们将实验调整为一维几何形状，并直接用共聚焦显微镜检查聚苯乙烯和聚碳酸酯薄膜的行为。我们发现，流体满足膜的方式符合杨-杜普雷方程时，膜厚，但过渡到什么似乎类似于诺依曼平衡时，厚度减小。然而，在更仔细的研究中，我们发现真正的接触角总是由Young结构给出的。明显的矛盾是当存在曲率时宏观测量的角度与真实的微观接触角不直接相关的结果。我们模拟的效果与Euler-Bernoulli梁的Winkler基础上，以及与等效能量为基础的毛细管模型。值得注意的是，模型突出了几个重要的长度尺度和复杂的相互作用的张力，重力和弯曲的问题。
2018-04-20 cond-mat.soft
