Measuring the viscoelastic behavior of dilute polymer solutions using high-speed statistical particle microrheology
聚合物溶液的粘弹性行为通常使用振荡剪切流变仪测量，然而，这种方法的准确性受到设备的振荡频率的限制，并且由于稀聚合物溶液的弛豫时间短，这需要在非常高的频率下测量。微流变学已被提出来克服这一技术挑战。然而，解决微观流变学中颗粒位移统计的设备是昂贵的。在这项工作中，我们测量了甲基纤维素溶液在不同浓度下的粘弹性行为，使用传统的epi-荧光显微镜耦合到一个高速增强相机。统计粒子跟踪用于分析分散粒子的均方位移。对于浓度在0.063 - 0.5%之间的Methocel溶液，报告了弛豫时间在0.76 - 9.00 ms之间，粘弹性模量G'在11.34 - 3.39之间
2020-04-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Nonlinear microrheology with time-dependent forces -- Application to recoils in viscoelastic fluids
本文将模耦合理论推广至含时力情形，结合朗之万模拟研究粘弹性流体中示踪胶体在关断力后的回弹行为，发现回弹幅度随力呈非单调变化，并验证了线性响应近似。
2024-04-29 cond-mat.soft
Correlations in suspensions confined between viscoelastic surfaces: Noncontact microrheology
本文从理论上研究了两粘弹性介质间狭缝中粘性流体的速度互相关。我们分析了这些相关性对悬浮在流体中的粒子运动的影响。约束边界的顺应性引起长程对相关，仅随粒子间距离$r$衰减为$1/r$。我们展示了如何可以使用这种远程效应来提取粘弹性的约束介质中，而不嵌入示踪粒子。我们讨论了显着的鲁棒性，这样一个潜在的技术方面的限制的细节，其预期的统计优势，超过标准的两点微观流变学。
2017-09-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Heterogeneous response and non-Markovianity in the microrheology of semisolid viscoelastic materials
本文通过非马尔可夫过阻尼朗之万数值模拟，研究半固态粘弹性材料微观异质性对探针粒子微流变行为的影响，发现其导致位移分布偏离高斯行为，并提出了一种通过微流变学表征微观异质性的解析方法。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Out-of-equilibrium microrheology using optical tweezers to probe directional viscoelastic properties under shear
许多蠕虫状胶束系统由于剪切诱导排列而表现出明显的剪切稀化。由于胶束在系统中引入方向性而对齐，因此不再预期粘弹性质是各向同性的。基于光镊的主动微流变学技术使我们能够同时沿两个正交方向（平行于外加剪切力以及垂直于外加剪切力）探测蠕虫状胶束系统的非平衡流变性质。而捕获珠的位移响应于主动拖曳力携带常规剪切稀化的特征，其沿垂直方向的自发位置波动表现出正交剪切增稠，这是迄今未观察到的效果。
2010-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microrheology of viscoelastic solutions studied by magnetic rotational spectroscopy
磁旋转光谱是基于使用磁性微米尺寸的线的粘度测量。在频率不断增加的旋转磁场中，金属丝在同步和异步状态之间发生流体动力学不稳定性。从预测和实验之间的比较，蠕虫状胶束溶液的静态剪切粘度和弹性模量在这里确定。实验结果与锥板流变仪的测定结果一致。
2016-09-17 cond-mat.soft physics.ins-det
High-bandwidth viscoelastic properties of aging colloidal glasses and gels
我们报告测量的频率依赖性的剪切模量的老化胶体系统，从一个纯粹的低粘度液体，主要是弹性玻璃或凝胶。使用微观流变学，我们测量的局部复杂的剪切模量$G^{*}(ω)$在一个非常宽的频率范围内（1 Hz- 100 kHz）。单颗粒和双颗粒微观流变学的结合使用使我们能够区分胶体玻璃和凝胶-玻璃是均匀的，而胶体凝胶在大于0.5微米的长度尺度上显示出相当程度的不均匀性。尽管这种特性差异，这两个系统表现出类似的流变行为，随着老化的时间演变，表现出从一个单一的幂律频率依赖的粘弹性模量的两个幂律的总和的交叉。交叉发生在时间$t_{0}$，其定义机械转变点。我们发现，通过使用$t_{0}$缩放老化时间，可以将不同样本老化期间获得的数据折叠到单个主曲线上。这就提出了问题的两个幂律的叠加嵌入在粘弹性背景的弹性网络的先验解释。关键词：老化，胶体玻璃，被动微观流变学
2007-10-29 cond-mat.soft
Measuring storage and loss moduli using optical tweezers: broadband microrheology
提出了一种利用光镊进行宽带微流变测量的实验方法。一个广义朗之万方程是通过与时间相关的轨迹的粒子在一个强加的流的复杂流体的频率依赖的模量。这个过程使我们能够测量材料的线性粘弹性在最宽的频率范围内实现与光镊。
2009-10-07 cond-mat.soft
One-Bead Microrheology with Rotating Particles
我们奠定了理论基础，单珠微观流变学与旋转粒子，即一种方法，其中胶体被用来探测粘弹性介质的力学性能。基于双流体模型，我们计算了两种情况下的柔量并进行了讨论。我们首先假设，弹性和流体组件表现出两个坚持在颗粒表面的边界条件。然后，符合广义斯托克斯定律与复杂的剪切模量，其有效性仅限于惯性效应，在平移运动。其次，我们发现当弹性网络与粒子不耦合时，Stokes机制的有效性降低
2004-09-08 cond-mat.soft
Single-shot wideband active mircorheology using multiple-sinusoid modulated Optical Tweezers
我们采用多个正弦调制光镊测量线性粘弹性流体的频率依赖的流变参数超过五十年的频率在一个Single Shot，迄今没有实现单独使用主动微流变学。因此，我们在空间上调制嵌入在流体介质中的捕获的探针粒子与方波的组合-这是由定义的奇正弦谐波的叠加-和多个正弦波在宽带频率范围内的线性叠加，与调制信号的振幅，频率和相对相位的完全控制。对于后者，我们选择性地激发粒子在高频率的粒子响应是低的较大幅度，从而使宽带主动微流变学与大的信号噪声。这减轻了与传统的主动微流变学相关的主要问题-这是低带宽-并且还使我们的方法在信噪比方面更好，并且与被动微流变学相比更快。我们确定复杂的粘弹性参数的流体提取的相位响应（相对于输入激励）的探头从实验记录的时间序列数据的探头位移，并采用众所周知的理论相关性。我们通过研究不同浓度的线性粘弹性介质（聚丙烯酰胺-水溶液）来测试我们的方法的有效性，并发现测量的流体参数与已知文献值的良好一致性。
2021-03-06 cond-mat.soft
Extracting the dynamic correlation length of actin networks from microrheology experiments
基于细胞骨架蛋白（例如肌动蛋白）的聚合物凝胶的机械性质已经被广泛研究，因为它们在生物细胞运动性和维持细胞结构完整性方面具有重要作用。微观流变学是这种研究的自然选择方法，因为它在样品体积，其宽的频率范围，其空间灵敏度经济。在微观流变学中，嵌入在复杂流体中的示踪粒子的热运动被用来提取流体的粘弹性。将单个粒子的运动与粒子对的相关运动进行比较，可以提取不同长度尺度下的粘弹性。在最近的一项研究中，在重构肌动蛋白网络的微观流变学测量中发现了复杂流体的中间响应和体积响应之间的交叉。这种交叉长度与网络的结构和力学性质有关，如它们的网格尺寸和动态相关长度。在这里，我们利用这一结果给出了我们的分析方案的详细描述，并演示了如何使用这种关系来提取聚合物网络的动态相关长度。我们进一步研究了动态相关长度和网络结构之间的关系，通过引入一个新的长度尺度，平均细丝长度，而不改变网络的网格大小。与普遍的假设相反，即动态相关长度等于网络的网格大小，我们发现，一旦细丝长度降低到交叉距离以下，动态相关长度就会增加。
2014-08-21 cond-mat.soft
DWS-based microrheology of triblock copolymers
The Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
研究三嵌段共聚物Pluronic在5-80℃范围内的相变及黏弹性质，利用DWS微 rheology测定有效黏度和临界胶束温度，揭示高EO/PO比和多分散性对高温重组液相的影响。
2026-04-10 cond-mat.soft
Mean-field microrheology of a very soft colloidal suspension: inertia induces shear-thickening
胶体悬浮液具有丰富的流变性，并且可以表现出剪切稀化以及剪切增稠。最近的数值模拟表明，剪切增稠可能归因于胶体的惯性，除了它们之间的流体动力学相互作用。在这里，我们考虑理想的极限的稠密浴软胶体以下的欠阻尼朗之万动力学。我们使用平均场方程的胶体密度得到的阻力的解析表达式所感受到的探针通过悬浮液在恒定速度拉动。我们的研究结果表明，惯性确实可以通过允许密度波传播通过悬浮液诱导剪切增稠。
2015-04-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Intracellular microrheology of motile Amoeba proteus
采用被动粒子跟踪显微流变学技术，借助最新研制的粒子跟踪软件、快速数码相机和光学显微镜，研究了变形变形虫的运动特性。我们跟踪了大量的内源性颗粒在阿米巴，这显示subdiffusive运动在短时间尺度上，对应于热运动在粘弹性介质中，和superdiffusive运动在长时间尺度上由于对流的细胞质。次扩散运动的特点是在皮质中的流变标度指数为3/4，表明肌动蛋白纤维的半柔性动力学。我们观察到剪切稀化流动的内质，其中指数增加，随着流速的增加，即内质变得更像流体。皮质的流变学被认为是各向同性的，反映了各向同性的肌动蛋白凝胶。一个明显的差异被认为是皮质和内质层的粘弹性和流速，后者的配置文件是接近牛顿流体的Poietille流。
2007-10-12 cond-mat.soft q-bio.CB
Nanorheology of viscoelastic shells: Applications to viral capsids
我们通过计算可渗透周围溶剂的粘弹性球形壳的机械响应函数和热波动谱，研究了纳米颗粒壳[Dinsmore等，Science 298，1006（2002）]和病毒衣壳[Ivanovska等，PNAS 101，7600（2004）]的微观流变学。我们分析确定的阻尼动力学的剪切，弯曲和压缩模式的壳耦合到内部和外部的球在零雷诺数限制的溶剂。我们确定的基本长度和时间尺度的系统，并计算热关联函数的位移的对跖点上的球和机械响应的捏力施加在这些点。我们描述了如何这样的频率依赖性的对跖相关性和/或响应函数，这应该是可测量的，在新的AFM为基础的微观流变学实验，可以探测这些合成和生物壳的纳米粒子构建的粘弹性。
2007-06-15 cond-mat.soft q-bio.SC
Measuring the viscous and elastic properties of single cells using video particle tracking microrheology
我们提出了一个简单的和\emph{non-invasive}实验程序来测量细胞的线性粘弹性被动视频粒子跟踪微流变学。为了做到这一点，一个广义的朗之万方程是通过与时间相关的热波动的珠，化学结合到细胞的\emph{exterior}，与频率相关的粘弹性模量的细胞。结果表明，这些模量与细胞的细胞骨架结构，这在这项工作中是通过改变溶液渗透压从等到低渗条件。在高频率下，粘弹性模量频率依赖性的变化，从$\propto ω^{3/4}$发现在等渗溶液中的$\propto ω^{1/2}$在低渗溶液中，第一种情况是典型的弯曲模式在各向同性\textit{in vitro}重建F-肌动蛋白网络，第二个可能表明，重组的细胞骨架的行为作为一个凝胶与“\textit{dangling branches}“。从这种形式的流变学分析中获得的见解可以证明是对解决细胞生理学和病理学的研究的有价值的补充。
2011-11-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Magnetic wire active microrheology of human respiratory mucus
粘液是由肺的气管支气管区域中的肺上皮分泌的粘弹性凝胶。纤毛的协同跳动将粘液向上移动到咽部，将吸入的病原体和颗粒从气道中清除。这种清除机制的功效主要取决于粘液的流变学性质。在这里，我们使用基于磁线的微观流变学研究从人支气管收集的人粘液的粘弹性。长度在5和80微米之间的线对旋转磁场的响应由光学延时显微镜监测，并使用流变学的本构方程（包括Maxwell和Kelvin-Voigt的本构方程）进行分析。静态剪切粘度和弹性模量可以从低频（0.003至30 rad s-1）测量中推断，从而评估粘蛋白网络松弛时间。这种弛豫时间被发现是广泛分布的，从一到几百秒。粘液被认为是一种粘弹性液体，其弹性模量为2.5 +/- 0.5 Pa，静态粘度为100 +/- 40 Pa s。我们的工作表明，除了由于微腔的流变学特性的既定空间变化之外，粘液表现出与粘蛋白网络的弛豫时间相关的二次不均匀性，这可能对其流动特性很重要。
2021-07-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Finite-size effects in intracellular microrheology
我们提出了一个模型来解释实验中观察到的细胞内微观流变学的有限尺寸效应。被视为粘弹性介质的细胞内介质中的颗粒的约束动力学，通过扩散方程描述，其中颗粒与细胞骨架的相互作用由谐波力建模。该模型再现了所观察到的幂律行为的均方位移，其中指数取决于颗粒之间的比率，细胞色素网络的大小。
2006-07-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.SC
Effect of Inertia on Linear Viscoelasticity of Harmonic Dumbbell Model
过阻尼（无惯性）哑铃模型被广泛用于研究聚合物或其他软物质的流变性能。在大多数情况下，惯性效应仅仅被忽略，因为动量弛豫比键弛豫快得多。从理论上分析了惯性对简谐哑铃模型线性粘弹性的影响。我们发现，动量和键弛豫模式是动力学耦合和惯性可以影响键弛豫，如果动量弛豫不够快。我们推导了哑铃模型的过阻尼Langevin方程，它包含了弱惯性效应。我们的模型正确地预测了弱惯性效应下的键弛豫动力学。讨论了弱惯性对简谐哑铃模型和Rouse模型线性粘弹性的影响。
2019-05-28 cond-mat.soft
Motion of small bubbles and drops in viscoelastic fluids
含有气泡或液滴的粘弹性材料在许多应用领域中遇到，并且目前是非常感兴趣的对象。这些基质中气泡和液滴的运动与牛顿流体中有很大不同。这篇评论仅限于静止流体（或小雷诺数）和小气泡和液滴的运动情况，这些气泡和液滴在运动过程中不会明显变形。它包括粘弹性系统的性质和固体颗粒在这些系统中的运动的简要说明。非常小的液滴经历布朗运动的情况与微观流变学的最新进展有关。较大的液滴和气泡的运动，由于重力在屈服应力流体进行了讨论，并与奥斯特瓦尔德熟化。对复合体系流变学性质的研究进展也作了简要的讨论。
2023-03-16 cond-mat.soft
Microrheology with rotational Brownian motion
该研究通过黏弹性流体中布朗运动的直接数值模拟验证旋转微流变学，比较无惯性RGSER与考虑惯性的完整RMR，明确了二者估计动态模量的频率适用范围。
2025-08-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Probing structural relaxation in complex fluids by critical fluctuations
复杂流体，如聚合物溶液和混合物，胶体和凝胶，在基础和应用软凝聚态科学中的兴趣越来越大。所有这些系统的一个共同特征是存在一个介观结构长度尺度介于原子和宏观尺度之间。这种复杂流体的介观结构往往是脆弱的，对外部扰动很敏感。复杂流体通常是粘弹性的（表现出粘性和弹性行为的组合），其动态响应取决于时间和长度尺度。最近，非侵入性的方法来推断复杂流体的流变学响应已经通过微流变学的技术得到普及，其中，借助于光散射或显微镜来监测探针球在粘弹性流体中的扩散。在这里，我们提出了一种替代传统的微观流变学，不需要掺杂的探针粒子在流体中（这有时可以大大改变分子环境）。相反，我们提出的方法利用的现象，“避免交叉”模式与结构松弛和临界波动，自发产生的系统。
2004-01-11 cond-mat.soft
Surface response of a polymer network: Semi-infinite network
本文采用双流体模型，从理论上研究了半无限粘弹性聚合物网络的表面响应。我们专注于过阻尼限制和网络的内在长度尺度的影响。我们计算了缓慢的表面波动的衰减率，和表面位移响应于本地化的力。从大规模的连续响应的偏差被发现在长度尺度远大于网络的网格尺寸。我们讨论了表面散射和微观流变学的影响。我们提供了封闭形式的表达式，可用于表面微观流变学-提取的粘弹性模量和内在的长度尺度的示踪剂颗粒躺在表面上的运动，而不掺杂的散装材料。
2020-03-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A foam model highlights the differences of the macro- and microrheology of respiratory horse mucus
本地马粘液的特点是与微观和宏观流变学和羟乙基纤维素（HEC）凝胶作为一个模型。这两个系统在微观尺度上表现出相当的粘弹性，HEC的宏观流变学与微观流变学是一致的。对于粘液，宏观尺度上的粘弹性模量比微观尺度上的粘弹性模量大几个数量级。大振幅振荡剪切实验表明，粘液响应非线性小得多的变形比HEC。这种行为促进了这样的假设，即与HEC的典型网状结构相比，粘液在微观尺度上具有泡沫状结构，这是一种由低温扫描电子显微镜（CSEM）图像支持的模型。这些图像还允许确定由孔和支架占据的体积的相对量。因此，我们可以估计支架的弹性模量。我们的结论是，这种特殊的泡沫状微观结构应被视为颗粒物质的运输的一个关键因素，在粘液功能方面发挥着核心作用的颗粒渗透。由非常不同的组件组成的网格属性负责宏观和微观行为，这些行为是着陆后颗粒命运的一部分。
2017-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Rotational microrheology of Maxwell fluids using micron-sized wires
我们演示了一个简单的方法，在复杂的流体中的旋转微观流变学，使用测微线。悬浮在麦克斯韦流体中的金属丝的三维旋转布朗运动是从它们在显微镜焦平面上的投影测量的。我们分析了长度在1和40微米之间的线的均方角位移。悬浮液的粘弹性从这个分析中提取，并发现与宏观流变学数据是很好的协议。简单和复杂流体的粘度在0.01和30 Pa.s之间可以测量。至于弹性模量，可以确定高达~ 5 Pa的值。这种简单的技术，允许广泛的探测长度尺度，开辟了新的视角，在微观流变学的异质材料，如凝胶，玻璃和细胞。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microscopic Viscoelasticity: Shear Moduli of Soft Materials Determined from Thermal Fluctuations
我们描述了一种高分辨率，高带宽的技术，用于确定软材料，如聚合物凝胶的局部粘弹性。损耗和存储剪切模量的嵌入式微米级的探针粒子，用干涉显微镜观察到的热波动的功率谱确定。这提供了一个被动的，小振幅的测量流变特性在一个更广泛的频率范围比以前访问的微观流变学。我们研究F-肌动蛋白生物聚合物溶液和聚丙烯酰胺（PAAm）凝胶，模型半柔性和灵活的系统，分别。我们观察到F-肌动蛋白溶液中剪切模量的高频ω ^（3/4）标度，与PAAm的ω ^（1/2）标度相反。
1997-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the unsteady and lineal translation of a sphere through a viscoelastic fluid
本文用解析方法研究了由Johnson-Segalman和Giesekus模型描述的固体球形颗粒在粘弹性流体中的非定常线性平移。压力场、速度场以及粒子所受力的解在Weissenberg数中展开为幂级数。的动量平衡和本构方程的渐近求解一个稳定的平移粒子到二阶的粒子速度，并在频域中的压力和速度的重新缩放是用来与稳定的线性平移的解决方案，为非稳定的线性平移。在第三阶的粒子速度的不稳定力，然后计算通过应用洛伦兹互易定理，它表明，这种弱非线性的贡献力可以表示为一个Volterra级数的一部分。通过一系列的例子，它表明，截断表示的Volterra系列，它可以被操纵来描述的速度方面施加的力，是有用的分析特定的时间依赖性粒子运动。使用这种关系研究的两个例子是突然开始运动的粒子上的力和粒子对突然施加的稳定力的响应速度。此外，还计算了粒子被简谐势阱捕获后在流体中作直线运动时的弱非线性响应。这是一个模拟主动微观流变学实验，并可以用来解释弱非线性响应如何表现在主动微观流变学实验与球形探针。
2021-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Short-time inertial response of viscoelastic fluids measured with Brownian motion and with active probes
我们已经直接观察到短时间的应力传播粘弹性流体中使用两个光学捕获的粒子和快速干涉粒子跟踪技术。我们通过记录粒子热运动中的相关性和测量一个粒子对第二个活跃振荡粒子的响应来做到这一点。这两种方法都检测与流体中的应力传播相关的涡旋状流型。这种惯性涡流扩散传播简单的液体，而粘弹性的解决方案的图案传播超扩散，取决于介质的剪切模量。
2008-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The response function of a sphere in a viscoelastic two-fluid medium
为了解决微观流变学的重要性的基本问题，我们研究嵌入在模型粘弹性介质中的刚性球的动力学组成的弹性网络渗透的粘性流体。我们计算了这种介质中单个珠子对外力的完整响应，并将结果与普遍接受的广义斯托克斯-爱因斯坦关系（GSER）进行了比较。我们发现，我们的响应函数是很好地近似的GSER仅在一个特定的频率范围内由珠和网络的材料参数确定。然后，我们讨论这一结果的相关性，最近的实验。最后，我们讨论的近似在我们的解决方案的响应函数通过比较我们的结果的精确解的响应函数的珠在粘性（牛顿）流体。
2000-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Response of a Complex Fluid at Intermediate Distances
复杂流体的粘弹性响应是长度和时间尺度相关的，编码信息的内在动力学相关性和介观结构。我们推导出这种流体在中等距离下的次优势响应，并表明它在令人惊讶的大长度尺度上支配着它们的动力学。概括的微观流变学的框架，包括这种响应，我们实验证实了理论，从而测量动态相关长度的F-肌动蛋白网络，以及它们的体积和局部粘弹性。
2014-03-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Linear and nonlinear rheology of wormlike micelles
几种表面活性剂分子在溶液中自组装形成长的、圆柱形的、柔性的蠕虫状胶束。这些胶束可以彼此缠结，导致粘弹性相。这些相的流变性质是非常有趣的，并且近年来一直是大量实验和理论研究的主题。我们将报告我们最近的工作的宏观流变学，微观流变学和非线性流动行为的表面活性剂CTAT（十六烷基三甲基铵甲苯磺酸盐）稀水溶液。该系统形成细长的胶束，并在不添加电解质的情况下在低浓度（$\sim$ 0.9重量%）下表现出强粘弹性。$G(ω)$的微观流变学测量已经使用扩散波光谱学完成，这将与使用锥板流变仪完成的常规频率扫描测量进行比较。本文的第二部分涉及非线性流变学，其中测得的剪切应力$σ$是剪切速率$\dotγ$的非单调函数。在应力控制实验中，剪切应力显示出大于某个临界应变速率的$\dotγ$的平台，类似于关于CPyCl/NaSal系统的早期报道。Cates等人提出，平台是剪切带形式的机械不稳定性的标志。我们已经进行了大量的实验控制应变率条件下，研究剪切应力的时间依赖性。测得的剪切应力的时间序列进行了分析，在相关积分和李雅普诺夫指数明确地表明，该行为是典型的低维动力系统。
2000-01-02 cond-mat.soft
Competing effects of inertia, sheet elasticity, and fluid viscoelasticity on the synchronization of two actuated sheets
同步的两个驱动片作为一个简单的模型鞭毛microswimmer之间的相互作用。各种因素，包括惯性，片材弹性，和流体粘弹性，已被建议，以促进两个片材的同步，然而，不同的贡献，这一过程的重要性仍然不清楚。我们进行了系统的调查的竞争影响的惯性，片材弹性，流体粘弹性的同步两张。由惯性效应引起的同步的特征时间$τ^\mathrm{s}$与片雷诺数$\mathrm{Re}$成反比，使得$τ^\mathrm{s} ω\propto \mathrm{Re}^{-1}$，其中$ω$是波频率。两个片层的同相或反相构型的同步是由惯性效应、片层弹性、流体可压缩性和粘弹性的竞争决定的。有趣的是，流体粘弹性导致大的拍频振幅和Deborah数$\mathrm{De} > 1$的强同步力，其在其他因素中占主导地位，并有利于同相配置。因此，我们的研究结果表明，流体粘弹性可以显着提高同步的microswimmer。我们的调查破译的重要性，不同的竞争效应同步的两个驱动片，从而更好地了解microswimmer和他们的集体行为之间的相互作用。
2020-09-16 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Transition path time over a barrier of a colloidal particle in a viscoelastic bath
本研究通过实验探究亚微米微珠在粘弹性流体中跨越光镊构建势垒的过渡路径时间，验证了其与广义朗之万方程理论的一致性，发现平均过渡路径时间的降低可由反应模式频率下的有效粘度描述，揭示了非马尔可夫浴中热激活逃逸的线性响应特性。
2024-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-range viscoelastic subdiffusion in disordered systems with inclusion of inertial effects
这项工作证明了粘弹性亚扩散在细胞生物系统的随机环境中的重要性。该模型显示了几个显着的特点，这使得它成为一个有吸引力的范式来解释生物亚扩散的物理本质。特别是，它结合了粘弹性与不同的非遍历特征。我们扩展了这个模型，使其适用于包括惯性效应后，在无序的生物膜的脂质亚扩散。对于脂质，惯性效应发生在皮秒的范围内，并且幂律衰减粘弹性记忆在几纳秒的范围内延伸。因此，在没有无序的情况下，扩散将在超过这个记忆范围的时间尺度上变得正常。然而，无论是实验还是在一些分子动力学模拟中，脂质亚扩散的时间范围都远远超出了粘弹性记忆范围。我们研究了三个一维模型的相关淬火高斯无序来解释这个难题：奇异短程（指数相关），光滑短程（高斯相关），和光滑长程（幂律相关）的障碍。对于中等无序强度，瞬态粘弹性亚扩散转变为由环境随机性引起的亚扩散。它的特点是由一个时间依赖的幂律指数的亚扩散，这可以显示非单调的行为，在最近的一些分子动力学模拟协议。此外，测试粒子在这种无序为主的制度的空间分布是一个非高斯，指数功率分布，这也与分子动力学的研究结果和实验。此外，这种subdiffusion是nonergodic与单轨迹平均值显示出广泛的分散，在协议与实验观察的subdiffusion在活细胞中的各种粒子。
2020-09-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Drag enhancement and drag reduction in viscoelastic flow
无惯性的聚合物流体的蠕变流动表现出弹性不稳定性和弹性湍流，并伴随着由于流动拉伸的聚合物产生的弹性应力引起的阻力增强。然而，在高$\mbox{Re}$和低流体弹性$El$的惯性主导流动中，湍流摩擦阻力的减小是由惯性应力和弹性应力之间的复杂竞争引起的。在这里，我们探讨了在广泛的控制参数$El$和$(\mbox{Re}, \mbox{Wi})$的惯性对粘弹性流动的稳定性的影响。我们给出了在$\mbox{Wi}-\mbox{Re}$坐标系下观测到的流态的稳定性图，发现不稳定性的起始点意外地显示出对$El$的非单调依赖性。此外，基于$El$来识别图中的三个不同区域。引人注目的是，对于高弹性流体，我们发现了一个完整的relaminarization流在雷诺数的顺序的团结，从一个众所周知的湍流减阻不同。这些违反直觉的效果可以解释为有限的聚合物的可延展性和在高$\mbox{Wi}$的涡度抑制。我们的研究结果需要进一步的理论和数值发展，以揭示在粘弹性流动中的弹性湍流的惯性效应的作用。
2018-09-11 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Diffusing Wave Microrheology in Polymeric Fluids
本文研究了通过漫射波光谱学推断聚合物流体中探针均方位移的方法，发现传统高斯近似无效，提出了包含高阶矩的修正方案以更准确解释DWS光谱。
2024-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evidence of hydrodynamic and subdiffusive motion of tracers in a viscoelastic medium
我们提出了一个理论模型，它依赖于广义朗之万方程，并可能占各种动力学特征的热运动的细胞器，囊泡或大分子在粘弹性介质，如聚合物网络。特别是，我们认为惯性和流体动力学效应在短时间内，次扩散缩放在中间的时间，并最终在长时间的光学捕获。推导了均方位移和速度自关联函数的简单解析公式。所开发的理论被应用到分析的50秒长的轨迹的微米级的球形示踪剂在肌动蛋白凝胶，获得在1微秒的时间分辨率，通过使用光镊单粒子跟踪。对于第一次，亚扩散标度和流体动力学效应在一个单一的实验中观察到，并准确地描述了一个最小的唯象模型。
2013-05-15 cond-mat.soft
Aging of living polymer networks: a model with patchy particles
微观流变学实验表明，蠕虫状胶束网络组成的粘弹性介质即使在微米尺度下也表现出复杂的弛豫现象。通过将具有合适介观基本图案的片状胶体模型映射到蠕虫状胶束系统，我们能够模拟其弛豫动力学，在热淬火时，跨越几十年，从微秒到几十秒。在将模型映射到真实单元和实验断裂能量之后，我们表明，松弛过程通过一系列非局部和具有能量挑战性的安排来发展。这些调整去除了作为临时能量解决方案形成的不期望的结构，用于稳定网络的物理不稳定的自由帽。我们声称，所观察到的无标度性质的停滞过程可能会复杂的实验相关的时间尺度的韦森伯格数的正确量化。
2020-09-28 cond-mat.soft
Active particles in linear viscoelastic fluids and the scallop theorem
利用修正的功的互等定理，导出了线性粘弹性流体中活性粒子无惯性动力学的一般公式。然后，我们证明，力自由的活性粒子在麦克斯韦线性粘弹性流体中没有延迟具有完全相同的动力学在牛顿流体。相反，在具有延迟的杰弗里斯样流体中的活性颗粒可以显示出明显不同的动力学，包括在往复驱动下的净运动，从而打破了扇贝定理。
2021-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A model of weak viscoelastic nematodynamics
本文发展了Maxwell型弱粘弹性线虫动力学的连续介质理论。它可以描述液晶聚合物单畴流动中的分子弹性效应，也可以描述单轴对称粒子在聚合物流体中悬浮时的粘弹性效应。该理论采用了弱弹性热力学势和Leslie-Ericksen-Parodi型本构方程的一般形式，同时忽略了液晶聚合物的惯性效应和Frank（取向）弹性。在一般情况下，即使是最简单的麦克斯韦模型也有许多基本参数。然而，最近发现的代数性质的代数运算揭示了一般结构的理论，并提出了它在一个简单的形式。结果表明，指向矢的演化方程也是粘弹性的。磁化的例子说明了非对称应力的作用。当没有磁场时，理论被简化为应力和指向矢都具有弛豫特性的对称流体力学情形。我们最近的弹性和粘性软变形模式的分析也扩展到粘弹性的情况下。可能的软模式的发生最大限度地减少了自由能和耗散，也显着减少了材料参数的数量。在对称线性情况下，理论明确提出了各向异性的线性记忆泛函。几个分析结果表明，丰富的行为所开发的模型预测的稳定和非稳定流在简单的剪切和简单的拉伸。
2005-07-12 cond-mat.soft
Kinematic Inconsistencies and Initial-Value Boundary Paradoxes in Rate-Dependent Viscoelastic Yield Stress Models
Energy Science and Engineering, Indian Institute of Technology Bombay（印度孟买理工学院能源科学与工程）
分析一种旨在统一屈服应力流体屈服前后动力学的率相关松弛时间框架，发现其在瞬态蠕变协议下存在不可避免的边界悖论，需引入非物理的瞬时速度或应变率阶跃，从而保留了经典粘塑性模型的分段不连续缺陷。
2026-06-16 cond-mat.soft
Inertio-elastic instability of non shear-banding wormlike micelles
众所周知，均质聚合物溶液表现出粘弹性流动不稳定性：当惯性可忽略时为纯弹性，否则为惯性弹性。最近，剪切带蠕虫状胶束溶液也被发现遵循类似的现象。在剪切带区，惯性通常可以忽略不计，因此只报道了纯弹性流动。在这里，我们调查一个非剪切带的解决方案，惯性变得显着，导致类似于稀聚合物溶液的惯性弹性制度的流型。我们发现，不稳定性如下的超临界分岔，我们调查的惯性弹性涡的结构，发展以上发病。
2013-11-28 cond-mat.soft
Viscous-Viscoelastic Correspondence Principle for Brownian Motion
从经典的布朗粒子均方位移和速度自相关函数的表达式出发，我们证明了在任意时间尺度下，质量为$m$、半径为$R$的布朗微球悬浮在任意线性各向同性粘弹性材料的蠕变柔量与线性机械网络的蠕变柔量相同，所述线性机械网络是线性粘弹性材料与具有分布惯性的惯性体$m_R=\frac{m}{\text{6}πR}$的并联连接。该力学网络的合成导致了布朗运动的粘性-粘弹对应原理的陈述，该原理大大简化了悬浮在粘弹材料中的布朗颗粒的均方位移和速度自相关函数的计算，其中惯性效应在较长的时间尺度上是不可忽略的。本文通过引入惯性体的概念建立的粘-粘对应原理与Mason和Weitz（1995）采用的粘-粘类比是等价的。
2020-06-04 cond-mat.soft physics.chem-ph
Colloidal Magnus effect in polymer solutions
该研究揭示聚合物溶液中胶体的逆马格努斯效应源于应力梯度诱导的局部聚合物密度不均匀性，而非经典粘弹性，模型无需拟合参数即与实验定量吻合，为微机械设计提供新理论。
2025-02-25 cond-mat.soft
Transient compressible flow in a compliant viscoelastic tube
School of Mechanical Engineering, Purdue University（普渡大学机械工程学院）
针对MEMS等领域的相关问题，研究低雷诺数下粘弹性管内可压缩流动的瞬态流固耦合，通过摄动展开解析求解，分析三类问题并揭示流固耦合对流量及频率响应的影响。
2026-10-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Reciprocal swimming in viscoelastic granular hydrogels
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Otto von Guericke University Magdeburg（马格德堡奥托·冯·格里克大学）；Brandenburg University of Applied Sciences（勃兰登堡应用科技大学）
研究了一种类似双壳类动物的游泳者在近无摩擦、具有粘性的颗粒介质中反向拍打翅膀的运动，发现当拍打频率匹配材料的反弛豫时间时产生显著运动，且方向与无粘性颗粒介质中相反。
2025-10-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Finite difference method in prolate spheroidal coordinates for freely suspended spheroidal particles in linear flows of viscous and viscoelastic fluids
本研究提出长旋转椭球坐标系下的有限差分数值方法，精确解析颗粒形状，克服坐标奇异性，可高效模拟不同形状颗粒在多种线性流中的无界粘弹性流体流动，验证结果与现有理论吻合良好。
2023-10-10 cond-mat.soft cs.CE cs.NA
Elastic turbulence in two-dimensional cross-slot viscoelastic flows
我们报告的证据不规则的非定常流动的二维聚合物解决方案的情况下，在十字槽的几何形状使用数值模拟的Oldrophil-B模型。通过探索过渡到随时间变化的流动与流体弹性和聚合物浓度，我们发现周期性行为接近不稳定阈值和更复杂的流动在较大的弹性，与实验结果一致。对于足够高的弹性，我们得到的动力学指向弹性湍流，与时间谱的速度波动表现出幂律衰减，指数在-3和-2之间，和概率密度函数的速度波动，弱偏离高斯性，而高非高斯尾巴的本地加速度。
2021-02-04 cond-mat.soft nlin.CD physics.flu-dyn
Coalescence of polymeric sessile drops on a partially wettable substrate
在浓度比为$c/c^* \sim 1$时，固着聚合物液滴在部分润湿的基底上的聚结表现出从惯性到粘弹性的转变。我们的研究结果揭示，不断增长的桥梁高度的时间演变遵循幂律行为$t^b$，这样的系数$b$连续减少从2/3的惯性制度（$c/c^*<1$）的粘弹性制度（$c/c^*>1$）的渐近值为1/2。为了考虑流体弹性和粘弹性区域的特征时间尺度，采用线性的T-T本构方程，提出了润滑近似下的修正薄膜方程。通过使用步进显式格式求解修改的一维薄膜方程来评估液滴的时间演化。初始液滴形状通过重新排序以能量最小化来获得。数值计算结果与实验结果吻合较好。
2021-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A novel general modeling of the viscoelastic properties of fluids: application to mechanical relaxation and low frequency oscillation measurements of liquid water
本文的目的是计算当处于热力学平衡的流体系统受到机械作用时，流体粒子的平均位置（和取向）的时间依赖性。这种新的理论方法的出发点是引入一个机械能功能。然后使用的惯性模式和作用温度的概念，并假设每个模式的机械能均分原则，该模型预测存在的动态相变的介质的流变行为从固体状发展到液体状政权时，机械作用增加。众所周知的牛顿行为恢复为极限情况。目前的建模应用于最近的液态水粘弹性数据的分析指出一个普遍的弹性行为在受限的几何形状。它表明，该模型使得有可能理解这些数据在一个连贯的和统一的方式与传输特性（粘度和自扩散系数）。它的结论是，任何有限体积的流体在静止时具有静态剪切弹性，因此应被视为固体状介质。
2022-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Suspensions of viscoelastic capsules: effect of membrane viscosity on transient dynamics
本文通过IB-LB数值模拟研究膜黏度对粘弹性胶囊悬浮液瞬态动力学的影响，发现其作用随体积分数非平凡变化，稠密高表面黏度悬浮液更抗变形但加载时间与无表面黏度胶囊相当，为设计更丰富的力学特征组合提供了新可能。
2023-07-03 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Inelastic spreading of viscoelastic drops
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Indian Institute of Technology Ropar（罗帕尔印度理工学院）
针对粘弹性液滴最大铺展半径受弹性影响的争议，本研究通过Boger流体实验解耦弹性与剪切变稀效应，证实弹性不改变最大铺展比，建立能量平衡模型并提出弹性效应可忽略的结论。
2026-10-21 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase-field modeling of multicomponent vesicles in viscoelastic fluid
本文提出了一种相场模型，用于研究粘弹性流体中多组分囊泡的流体动力学，结合了连续表面力方法和高精度数值求解技术。
2025-12-29 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
