Crack and pull-off dynamics of adhesive, viscoelastic solids
当弹性体与配合面快速分离时，粘弹性相对于其绝热或平衡值显著增加了感知的粘附力。在这里，我们报告的模拟刚性圆柱体和粘弹性半空间之间的粘附接触揭示了最大的工作中的粘附在中间拉脱速度。最大拉伸力还单调增加的拉脱速度和裂纹尖端的速度，根据Dupnson-Brener的方法。正如理论预测的那样，随着粘附范围的增加，断裂模式从界面裂纹扩展过渡到准均匀粘结断裂。
2021-08-05 cond-mat.soft
Toughening and asymmetry in peeling of heterogeneous adhesives
通过实验和理论相结合的研究，表征了异质薄膜的有效粘附性能。通过桥接尺度，我们展示了在微观尺度上弹性或粘合性能的变化如何显著影响宏观尺度上粘合剂的有效剥离行为。我们的研究揭示了涉及前向传播的异质系统中的三个基本机制：（i）图案化膜的弹性弯曲刚度产生驱动力的波动，导致显著增强的抗剥离性;（ii）具有大粘附能的钉扎位点的优化布置被示出控制有效系统阻力，允许设计高度各向异性和不对称的粘合剂;（iii）这两种类型的不均匀性导致前部运动不稳定性，产生突然的能量释放，从而增加总的粘附能。这些发现为设计具有改善粘附性能的薄膜开辟了潜在的新途径，并激发了对涉及前传播的其他现象的新研究。
2012-03-16 cond-mat.soft
Modelling viscoelastic adhesion and friction in sliding contact mechanics
本研究通过新能量方法探讨稳态滑动中粘弹性材料的粗糙粘附接触，揭示小/大尺度粘弹性对粘附强度、摩擦及能量释放率的影响，并获实验支持。
2024-11-12 cond-mat.soft
Contact mechanics of adhesive beams. Part I: Moderate indentation
本文研究了刚性圆柱冲头与柔性端部支承的粘性梁的接触问题。通过粘附区模型对粘附进行建模。由此产生的第一类Fredholm积分方程求解的伽辽金投影法的切比雪夫多项式。结果报告了几种组合的粘合强度，梁的厚度，并通过扭转和垂直平移弹簧刚度的特点支持灵活性。特别注意的是重要的极端情况下，夹紧和简支梁。流行的Johnson-Kendall-Roberts（JKR）模型的粘附作为一个限制的粘附区模型。最后，我们比较我们的预测与初步实验，也证明了我们的方法在建模复杂的结构粘合剂的效用。
2017-07-24 cond-mat.soft
Scaling behavior of fracture properties of tough adhesive hydrogels
坚韧的粘性水凝胶在工程和医学中有着广泛的应用。这样的水凝胶具有对内聚和粘附失效的高抗性。然而，当水凝胶在暴露于水时溶胀时，优异的断裂性能可能劣化。韧性粘合剂水凝胶的聚合物分数和断裂性质之间的潜在相关性在很大程度上仍未被探索。在这里，我们研究了如何的凝聚力和粘附能的一个强硬的粘合剂水凝胶的溶胀过程中演变。结果表明，这两个量在聚合物分数上具有相似的标度律。我们的标度分析和计算研究表明，它源于剪切模量的标度。该研究将促进水凝胶断裂成垢的研究，并为新型韧性粘合水凝胶的开发提供指导。
2020-11-30 cond-mat.soft
Adhesive Loose Packings of Small Particles
我们探讨粘性松散包装干燥的小球形颗粒的微米尺寸使用三维离散元模拟与粘合剂接触力学。一个无量纲的粘附参数（$Ad$）成功地结合了颗粒速度，尺寸和粘附功的影响，确定了一个通用的制度，胶粘剂包装$Ad>1$。在这个政权的填料的结构特性很好地描述了一个合奏方法的基础上的粗粒度的体积函数，包括散装和接触球之间的相关性。我们的理论和数值计算结果预测：（一）状态方程的粘性松散包装，出现作为一个连续的无摩擦随机紧密包装（RCP）点的堵塞相图;（二）存在一个最大的松散包装点的配位数$Z=2$和包装分数$ϕ=1/2^{3}$。我们的研究结果强调，粘附导致一个普遍的包装制度在包装分数远小于随机松散包装，这可以在一个统计力学框架内描述。我们提出了一个一般的相图堵塞的物质，包括摩擦，摩擦，粘合剂以及非球形颗粒，提供了一个分类的包装方面的延续，从球形无摩擦RCP。
2014-10-08 cond-mat.soft
Equation of state for random sphere packing with arbitrary adhesion and friction
我们系统地产生了一个大的随机微观颗粒堆积在很宽的范围内的粘附力和摩擦力的粘附接触动力学模拟。生成的填充物的集合覆盖从$0.135 \pm 0.007$到$0.639 \pm 0.004$的体积分数$ϕ$的范围，以及从$2.11 \pm 0.03$到$6.40 \pm 0.06$的配位数$Z$的范围。我们确定了四种极限下的$ϕ$和$Z$（随机密堆积、随机松堆积、粘着密堆积和粘着松堆积），并找到了一个描述具有任意粘着力和摩擦力的堆积的普适状态方程$ϕ(Z)$.通过力学平衡分析，确定了临界摩擦系数$μ_{\rm f, c}$：当摩擦系数$μ_{\rm f}$小于$μ_{\rm f, c}$时，颗粒的重排以滑动为主，否则以滚动为主.由于这个原因，$ϕ(μ_{\rm f})$和$Z(μ_{\rm f})$在整个$μ_{\rm f, c}$中急剧变化。最后，我们推广麦克斯韦计数参数的微粒包装，并表明松散包装，即，粘性松散填料，满足$Z=2$的均衡条件。
2017-01-07 cond-mat.soft
Emergence of the interplay between hierarchy and contact splitting in biological adhesion highlighted through a hierarchical shear lag model
接触单元尺寸减小是广泛研究的机制，作为改善天然原纤系统（例如在甲虫或壁虎中观察到的那些）中的粘附性的手段。然而，这些动物也显示出复杂的结构特征，以分层的方式细分接触。在这里，我们研究的影响，分层纤维结构的粘合剂系统的接触元件上的负载分布，以及相应的分层行为。我们提出了一个分析模型，推导出的纤维系统中的负载分布，包括分层分裂的接触，即“分层剪切滞后”模型，概括了众所周知的剪切滞后模型中使用的力学。对分离过程的影响进行了研究，引入一个数值程序，允许推导的最大分层力作为所考虑的几何形状的函数，包括统计变异性的局部粘合剂能量。我们的研究表明，接触分裂产生改善的粘附力，只有在理想的情况下，无限顺应接触。在实际情况下，为了产生高效的粘合性能，需要将接触分离与分层架构结合起来，以平衡接触单元尺寸减小导致的高负载集中，从而产生多个分层前沿，并有助于避免有害的非均匀负载分布。我们表明，这些结果可以概括为一个广义的粘附缩放计划的层次结构，证明多层次的有益效果。因此，该模型可以用来预测分层粘接结构的粘接性能，以及分层增强复合材料的力学行为。
2018-06-20 cond-mat.soft
Wrapping an adhesive sphere with a sheet
本文研究了弹性薄板在刚性球形基底上的粘附问题。高斯的Egregium定理表明，这种操作必然会产生度量失真（即拉伸）以及弯曲。结果，观察到从简单圆盘到复杂分支形状的各种接触图案，这些接触图案是几何和材料特性的函数。我们将这些不同的形态描述为两个无量纲参数的函数，分别比较弯曲和拉伸能量与粘附力。最后给出了一个完整的配置图。
2011-03-25 cond-mat.soft
Effect of long-range repulsive Coulomb interactions on packing structure of adhesive particles
采用基于粘附接触动力学模型的离散元模拟方法，研究了微米级带电粒子的堆积过程。研究了弹道填料的形成过程和最终获得的结构，以说明颗粒间库仑力的影响。结果表明，随着粒子电荷的增加，粒子的堆积体积分数和平均配位数Z显著降低，粒子结构变得松散，呈链状结构。力标度分析表明，长程库仑相互作用改变包装结构，通过其对粒子的惯性的影响之前，他们键合到力网络。一旦接触网络形成，由排斥库仑力引起的膨胀效应由短程粘附主导。基于大量的模拟结果，一个无量纲的粘附参数Ad*，它结合了粒子的惯性，短程粘附和长程库仑相互作用的影响，提出并成功地缩放最近派生的粘合剂松散堆积（ALP）制度内的微米级颗粒的堆积结果。我们的包装的结构特性遵循最近的理论预测，这是描述了一个合奏方法的基础上粗粒度的体积函数，表明某种普遍性的低堆积密度制度的相图，无论粘附或粒子电荷。在综合考虑颗粒间复杂相互作用的基础上，我们的研究结果揭示了短程粘附力和排斥库仑力在填料形成过程中的作用，为填料的进一步设计提供了理论依据。
2015-09-26 cond-mat.soft
A JKR solution for a ball-in-socket contact geometry as a bi-stable adhesive system
在本说明中，我们首先观察到，在经典的JKR理论的粘附，使用通常的赫兹近似，拉脱载荷增长无界时，间隙为零，在一个共形的“球在插座”的几何形状。考虑的情况下，符合几何形状，我们使用最近严格的一般扩展的原JKR能量推导提出的第一作者，只需要adhesionless解决方案，和一个近似adhesionless解决方案在文献中。我们发现，取决于一个单一的控制参数的问题，θ = Δ R/其中E* 是材料力偶的平面应变弹性模量，w是表面能，Δ R是间隙，R是球体的半径，该系统显示了单个正弦曲线或凹坑表面的经典的双折射行为：只有当系统没有被足够强地“推动”时，拉脱近似于JKR理论的拉脱，否则发现“强粘附”状态。从强制度，拉脱将需要一个单独的调查，这取决于实际系统在手。
2017-12-27 cond-mat.soft
Nanoporous monolithic microsphere arrays have anti-adhesive properties independent of humidity
具有定制的粘合性能的仿生人造表面吸引了人们的极大兴趣。虽然模仿壁虎脚的纤维状粘合垫被优化用于强可逆粘合，但模仿猪笼草属的食肉植物的投手的光滑区的单片微球阵列甚至对粘性对应物表面也显示出抗粘合特性。与地形的影响相反，相对湿度（RH）对粘附力的影响被广泛忽视。以前的一些工作涉及相对湿度对纤维状粘合垫粘合性能的影响。通常，湿度诱导的原纤维软化增强了粘合。然而，很少有人知道的影响，相对湿度对固体防粘表面。我们制备了微球直径为10 μm的聚合物纳米多孔整体微球阵列（NMMA），以测试其在相对湿度为2%和90%时的抗粘附性能。尽管存在连续纳米孔系统，通过该连续纳米孔系统，内纳米孔壁可接近湿空气，但即使在RH = 90%下，在粘性配对物表面上的NMMA的形貌诱导的抗粘附性质也得以保留。匪MA的抗粘附特性的这种RH独立的稳健性与由相同材料制成的纳米多孔纤维状粘合剂垫上的湿度诱导软化的粘附增强形成显著对比。
2016-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Strong and Highly Switchable Soft Sticky Adhesives
本文提出一种热可切换软粘性粘合剂，通过协同表面粘性、体相能量耗散和热响应聚合物链，实现室温约80 kPa强粘附与升温后约0.6 kPa近零粘附的可逆快速切换，并具备自修复与可回收性，适用于选择性拾取与释放等应用。
2024-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Frictional Adhesive Contact of Multiferroic Coatings Based on the Hybrid Element Method
该研究采用 HEM、MD 模型、AD-CGM 与 DC-FFT 分析刚性绝缘球滑动时多铁涂层的摩擦粘着接触，揭示涂层厚度及摩擦对力电磁场和前后缘对称性的影响。
2024-12-03 cond-mat.soft
Tree frog-inspired nanopillar arrays for enhancement of adhesion and friction
受树蛙趾垫紧密排列的角蛋白纳米柱启发，研究人员制备出聚己内酯纳米棒阵列，其在光滑与粗糙表面的粘附力和摩擦力均优于六边形微柱阵列，揭示了树蛙纳米柱的功能并为新型强粘附结构粘合剂设计提供指导。
2021-03-04 cond-mat.soft
Elasto-capillary adhesion: The effect of deformability on adhesion strength and detachment
我们研究了毛细力和变形之间的相互作用的可变形的毛细粘合剂的上下文中：夹紧，紧张的膜粘附到刚性基板的液滴的表面张力。我们发现，这种弹性毛细粘合剂的平衡粘附力显着增强相比，刚性板之间的毛细粘附。特别地，当膜充分变形以接触基底时，平衡粘附力大几个数量级。然而，从动态的角度来看，流体填充的凹坑的形成减慢了这种接触的方式，并且意味着只有在粘附保持最短时间的情况下才能实现稳定的附着。包含可变膜张力（作为修改可变形性的手段）对系统提供了额外的控制，允许探索新的分离策略。
2019-02-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Unifying size-topology relations in random packings of dry adhesive polydisperse spheres
通过几何镶嵌法研究了具有高斯和对数正态分布的干胶型多分散微球的随机堆积中的尺寸-拓扑关系。我们发现，对中心颗粒尺寸的邻居数的依赖总是准线性的，独立的尺寸分布，尺寸跨度或颗粒间的粘附。平均局部填充分数作为归一化的颗粒尺寸的函数，对于不同的尺寸方差回归相同的配置文件，增长到较大的值作为相对强度的粘附力降低。对于局部配位数-粒度分布，所有粘附性颗粒的局部配位数-粒度分布收敛于一条曲线上，而对于非粘附性颗粒的局部配位数-粒度分布则逐渐转移到另一条曲线上。这种粘附诱导的尺寸拓扑关系的理论解释由修改后的几何“granocentric”模型，其中的模型参数是依赖于一个无量纲的粘附数。我们的研究结果，连同修改后的理论，提供了一个更统一的视角上的大量的几何形状的无定形多分散系统，特别是那些相当松散的结构。
2018-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the long and short-range adhesive interactions in viscoelastic contacts
最近，摩擦学家对粘弹性断裂中的速率相关现象表现出越来越大的兴趣。然而，在某些情况下，矛盾的结果，尽管使用类似的理论模型。出于这个原因，我们试图阐明的影响，长距离和短距离的附着力上的拉脱力的粘弹性介质的接触，利用最近开发的数值模型。我们发现，在长距离粘附的限制下，卸载速度对拉脱力的影响很小，这是接近布拉德利预测的刚体。在这种情况下，分离过程的特征在于接触区域的均匀键断裂，并且粘性耗散涉及散装材料。对于中（短）程粘附，拉脱力反而是拉脱速度的单调递增函数，并且在高速下，达到作为绝热表面能的函数的平台。在这种情况下，分离过程类似于圆形裂纹的打开，并且粘性耗散局限于接触边缘。
2022-02-04 cond-mat.soft
Rubber-to-glass adhesion between a rigid sphere and a shape memory polymer substrate of finite thickness
本文针对刚性球体与有限厚度形状记忆聚合物（SMP）基底的橡胶-玻璃（R2G）粘附问题，通过实验、有限元模拟和理论建模提出等效解析模型，确定临界厚度比，为SMP智能粘附剂设计提供指导。
2024-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Computer simulation of random loose packings of micro-particles in presence of adhesion and friction
采用一种新的三维离散元方法，研究了均匀球形微米级颗粒的随机松散堆积问题。结果表明，在其他参数一定的情况下，大的速度、大的尺寸或弱的粘附作用都能产生相对致密的堆积，这些综合作用可以用无量纲粘附参数（$Ad=ω/2ρ_pU^2_0R$）来表征。基于$Ad$的值确定了四种方案：使用$Ad<\sim 0.01$的RCP方案;使用$\sim 0.01<Ad<1$的RLP方案;使用$1<Ad<20$的粘附方案和使用$Ad>20$的渐进方案。这些粘性松散填料的力分布分别遵循$P(f)\sim f^θ$（小力）和$P(f)\sim \exp^{-βf}$（大力），其形式与无粘性填料相似，但导致不同的$θ=0.879$、$β=0.839$指数。局部力学平衡分析表明，附着力提高了滑动和滚动阻力，因此需要更少的邻居来满足力和扭矩平衡。
2015-11-07 cond-mat.soft
Effective surface interactions mediated by adhesive particles
在仿生和生物系统中，表面之间的相互作用通常由分散在周围溶液中的粘附分子、纳米颗粒或胶体介导。在这里，我们提出了一个一般的，两个表面，通过粘合剂颗粒相互作用的摩擦力学模型。通过在配分函数中对粒子的自由度进行积分，获得表面的有效的粒子介导的相互作用势。有趣的是，表面的有效粘附能在中等颗粒浓度下表现出最大值，并且在低浓度和高浓度下都相当小。的有效粘附能对应于在表面分离的相互作用势略大于粒径的最小值，而在表面接触的第二个最小值反映耗尽相互作用。我们的研究结果可以推广到表面与特定受体的溶质颗粒，并有直接的影响，生物膜的粘附和相变的胶体系统。
2008-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of tangential displacement on the force of adhesion between a parabolic profile and plane surface
本文对旋转对称压头和弹性半空间的粘附力进行了解析和数值分析，并利用叠加法向/切向粘附接触的降维方法（MDR）进行了扩展。特别是，依赖性的临界粘附力上同时施加的切向力，并确定相关的无量纲参数的问题。所开发的方法直接适用于任何旋转体的粘合剂接触。
2016-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Adhesion and non-linear rheology of adhesives with supramolecular crosslinking points
软质超分子材料是设计创新和高度可调粘合剂的希望所在。这些材料由通过强相互作用部分官能化的聚合物链组成，所述部分有时被称为“粘着剂”。为了系统地研究缔合基团的存在对超分子胶粘剂脱粘性能的影响，一系列的超分子模型系统已被表征的探针粘性测试。这些模型材料，由线性和低分散性的聚（丙烯酸丁酯）链官能化的中间由一个单一的三脲贴纸，能够自关联的六个氢键和范围内的分子量（Mn）在5和85公斤/摩尔之间。相同材料的线性流变学和纳米结构（称为“PnBA 3U”）是先前研究的对象1，2。在室温下，聚合物通过氢键缔合形成棒状聚集体，当\textless{}为40 kg/mol时，聚集体呈束状，表现出软弹性材料的性质（G' \textgreater{}、\textgreater{} G“和G'~ $ω$ 0）。对于更高的Mn，长丝随机取向和聚合物显示出交叉向粘性行为，虽然终端松弛没有达到实验频率窗口。然而，所有这些材料显示出相似的粘合性能，其特征在于内聚失效模式和低脱粘能（对于100 $μ$ m/s的脱粘速度，W adh \textless{} 40 J/m 2）。在粘附力测试过程中观察到的剥离机制已经详细研究了我们的第3组开发的图像工具分析。在剥离过程中，由在粘合剂层中生长的空腔覆盖的投影面积的测量可用于估计空腔壁中的真实应力，从而表征在粘合力测试本身期间薄层的原位大应变变形。该分析特别揭示了Mn \te…
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Enhancement of adhesion strength through microvibrations: modeling and experiments
针对软界面粘附性能的理论与实验缺乏对比的问题，通过刚性球压头从振动粘弹性基底卸载的实验与集总力学建模，揭示了微振动提升粘附强度的规律及机制。
2024-12-13 cond-mat.soft
Capillary adhesion of stick insects
本文通过同时测量活体印度竹节虫足垫的粘附力与接触几何，利用毛细粘附理论预测其分泌液体的表面张力为0.68–12 mN/m，揭示了低表面张力对润湿和适应基底的促进作用，为仿生可逆粘合剂设计提供依据。
2024-04-02 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Effect of adhesion geometry and rigidity on cellular force distributions
组织细胞的行为和命运受其粘附环境的刚性和几何形状控制，可能通过粘附部位的力。我们介绍了一个力学模型，预测细胞力分布的细胞粘附到不同的几何形状和刚度的粘合剂模式。对于沿着封闭轮廓的连续粘附，预测力将局部化到拐角。对于离散的粘附位点，该模型预测的力主要由细胞轮廓的侧向拉力决定。随着两个相邻粘附位点之间的距离增加，粘附力增加，因为细胞形状导致更陡的牵拉方向。较软的基底导致较小的力。我们的预测同意以及与实验测得的力模式支柱化验。
2009-07-23 cond-mat.soft q-bio.CB
Adhesive rough contacts near complete contact
最近，有一些争论的影响，附着力的接触粗糙表面。经典的粗糙理论预测，与实验观察一致，粘附总是被粗糙度破坏，除非相同的振幅非常小，并且材料特别柔软。所有分形维数都是如此。然而，这些理论是有限的，由于几何简化，这可能是特别强的条件下，接近完全接触。因此，我们引入一个简单的模型的粘附，其目的是严格的接近完全接触，我们假设只有两个机构之间的小隔离的差距。利用肯·约翰逊关于寻找全接触解的修正解的思想，可以将间隙视为“受压裂纹”。该解决方案是Xu，Jackson和Marghitu最近提出的无粘合剂解决方案（XJM模型）（2014）的扩展。这一过程似乎证实了最近的理论使用的JKR理论，即粘附的效果严重依赖于分形维数。对于D<2.5，包括绝大多数天然表面的情况，存在预期的强粘附效果。只有对于大的分形维数，D>2.5，似乎对于足够大的放大倍数，完全分形粗糙度完全破坏粘附。这些结果是部分自相矛盾的，因为除了在特殊情况下，在自然界中没有观察到强粘附。一个可能的出路的悖论可能是，该结论是相关的接近完全接触制度，在界面处的缺陷的强大的作用，和充满污染物的间隙，滞留的空气或液体的压力，需要进一步探讨。如果在加载时没有达到接近完全接触的条件，则经典粗糙体理论的结论可能得到证实。
2015-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Enhancement of adhesion strength in viscoelastic unsteady contacts
提出一种通用能量方法研究粘弹性材料非稳态粘附接触，揭示了加载历程下粘附与滞后损耗的相互作用导致粘附强度增强的两种机制，并给出正确计算能量释放率的数学程序。
2024-08-29 cond-mat.soft
Stochastic elastohydrodynamics of contact and coarsening during membrane adhesion
University of Oslo（奥斯陆大学）
研究通过随机弹性流体动力学方程揭示膜粘附过程中接触与粗化动力学，发现新的弯曲主导粗化机制。
2025-06-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
Adhesive forces inhibit underwater contact formation for a soft-hard collision
热力学告诉我们，与两个亲水表面相比，两个疏水表面之间的水下接触将导致更强的粘附力。然而，水的存在不仅改变了能量学，而且改变了达到最终状态的动态过程，该过程耦合固体变形和液体排空。这些动力学可能会对实现强大的水下附着力/摩擦力带来挑战，这会影响到包括软机器人、生物运动和轮胎牵引力在内的各个领域。更密切的调查，需要足够精确的解决方案的薄膜抽空，同时控制表面润湿性一直缺乏。我们进行高分辨率的原位阻挫全内反射成像，以跟踪不同刚度的软弹性半球和不同润湿性的光滑硬表面之间的水下接触演化。令人惊讶的是，我们发现从疏水-疏水（粘合剂）接触的水排空的指数速率比从疏水-亲水（非粘合剂）接触的水排空的指数速率低3个数量级。随着玻璃润湿性的降低，下降速率的趋势在热力学粘附力过零的点附近急剧变化，表明抽空模式发生了转变，这是由3维时空高度图所照亮的。粘合剂接触的特征在于密封水坑的早期定位，而非粘合剂接触保持平滑，从一个中心水坑以膜状排空。测量与人类的拇指和替代疏水/亲水玻璃表面表现出实际的后果相同的动态：粘合剂的相互作用导致不稳定的山谷，并导致一个国家的更多的水和不亲密的固体-固体接触。
2021-02-22 cond-mat.soft physics.app-ph
Geometry-Dependent Adhesion in Transparent, Monodomain Liquid Crystal Elastomers
本研究通过90度剥离测试和动态力学分析，发现平面取向的侧链液晶弹性体沿指向矢方向粘附力最强（0.67 Nmm-1），粘附性由体取向决定，可作为透明可调宽温智能压敏粘合剂。
2025-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastocapillary adhesion of soft gel microspheres
研究软凝胶微球与刚性基底的粘附行为，揭示其在不同弹性刚度下的粘附机制及能量权衡。
2025-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interface stabilization in adhesion caused by elastohydrodynamic deformation
本文研究软探针脱粘对粘弹性聚合物薄膜界面不稳定性的影响，发现软探针的弹性流体动力变形可抑制Saffman-Taylor不稳定性，并提出了稳定化起始的标度关系。
2023-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Vascular journey and adhesion mechanics of micro-sized carriers in narrow capillaries
在这项工作中，格子玻尔兹曼浸没边界方法用于预测刚性和可变形的粘合剂微载体（1 μ m）导航毛细管的大小为10 μ m，20%的血细胞比容的动力学。红细胞和颗粒被建模为响应于弯曲势、弹性势和总封闭面积守恒约束的质量弹簧元素的集合。此外，颗粒表面均匀地装饰有与设置在壁上的受体相互作用的粘合剂分子（配体）。颗粒粘附被建模为一个短程配体受体相互作用和形成和破坏的概率函数，区分是否可以形成或破坏的化学键。如果建立了键，则激活吸引弹性力。颗粒转运和粘附的特征在于其到达毛细血管外周（边缘化率）和牢固粘附血管系统的能力。通过改变颗粒和细胞的释放位置和刚度（Ca = 0和10-2），系统地进行了该分析。此外，将三种刚性和软质代表性颗粒在更细的网格（Dx = 15 nm）上运输，并改变其粘合剂涂层的化学强度（s = 0.5、1.0和2.0），以精确分析所得的粘合力学。发现刚度对边缘化速率的影响很弱，而对这种构建体通过形成稳定的化学键与内皮有效相互作用的能力有显著影响。
2020-08-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contact mechanics with adhesion: Interfacial separation and contact area
研究了具有随机粗糙自仿射分形表面的弹性固体之间的粘附接触。我们目前的分子动力学（MD）模拟结果的界面应力分布和壁-壁分离。我们比较了MD的相对接触面积和平均界面分离的结果，与预测的接触力学理论的Reherson。我们发现理论和模拟结果之间的良好协议。我们将该理论应用于Benz等人研究的涉及聚合物与聚合物接触的系统，但在这种情况下，粘附力仅对作为挤压压力的函数的界面分离进行了很小的修改。
2008-08-26 cond-mat.soft
Controlling fluid adhesion force with electric fields
开发粘合强度可以从外部操纵的粘合剂是一个具有实际和科学意义的课题。在这项工作中，我们提出了一种方法来控制一个经常的流体，如水和/或甘油，通过施加外部电场限制在两个平行的板之间的粘附力。我们的研究结果表明，通过适当地调整由所施加的电场产生的电流的强度和方向，增强或减弱的结合强度的液体样品的可能性。此外，我们验证，对于一个给定的方向的电流，粘附力可以减少到足以使流体失去其粘附性能，并开始施加力，以移动分开的限制板。在这种情况下，我们得到了在不需要外力作用的情况下分离板所需的最小电流的解析表达式。
2022-09-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Impact of Nanometer-Thin Stiff Layer on Adhesion to Rough Surfaces
本文通过实验发现，在软质PDMS弹性体上仅需约90 nm厚的硬质PMMA层即可使宏观粘附在加载循环中几乎降为零，并用Persson-Tosatti共形模型解释了双层厚度与力学性能对粘附的影响。
2024-02-22 cond-mat.soft physics.app-ph
A mechanically-derived contact model for adhesive elastic-perfectly plastic particles. Part I: Utilizing the method of dimensionality reduction
本研究提出一种基于降维方法的接触模型，用于捕捉黏附弹性-理想塑性颗粒在多种载荷下的响应，仅需少数物理输入即可准确预测弹性至全塑性状态下的接触力学行为，并通过有限元模拟和解析理论验证了其准确性。
2023-09-13 cond-mat.soft
Elastohydrodynamics of contact in adherent sheets
在一系列生物、物理和技术应用中，在液体环境中薄弹性片和基底之间的粘附接触出现。通过考虑这个过程的动力学，自然耦合流体流动，长波长弹性形变和微观粘附，并解决由此产生的偏微分方程数值，我们揭示了短时间的动力学的发病粘附和长时间的动力学的稳定传播的粘附前。简单的比例定律证实了我们的结果的特性等待时间的粘合剂接触，以及速度的粘合剂前。的相似性分析的偏微分方程进一步使我们能够确定的形状的流体填充凸块前面的粘附区。最后，我们的分析产生的边界条件的表观弹性流体动力学接触线，概括了众所周知的静态弹性接触的条件，同时强调如何微尺度物理正则化的动态接触。
2015-08-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Switchable Adhesion of Soft Composites Induced by a Magnetic Field
可切换粘合剂有可能改善零件的制造和回收，并为软机器人提供新的运动模式。在这里，我们展示了两相复合材料对非磁性物体的磁性可切换粘附。该复合材料的连续相是硅酮弹性体，分散相是磁流变流体。该复合材料制备简单，并可模塑成不同的形状。当施加磁场时，磁流变流体产生屈服应力，这显著增强了复合材料的粘合性能。我们证明了一个9倍的增加的非磁性物体的拉脱力在一个250 mT的领域的存在。
2020-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
The role of adhesion in contact mechanics
直到1971年，Johnson，Kendall和Roberts（JKR）才将Hertz的解推广到弹性球，使用了一个能量参数，我们现在认为这与线弹性断裂力学中使用的参数类似。一个重要的结果是，载荷-位移关系表现出不稳定性，其中接近的物体“跳”接触，而分离的物体在拉伸“拉脱力”下“跳出”。JKR方法已经被广泛用于其他几何形状，但在小的长度尺度或更硬的材料，它被发现是不太准确。在共形接触问题中，可能发生其他不稳定性，其特征在于大和小牵引区域的规则图案的发展。所有这些不稳定性导致加载和卸载曲线之间的差异以及随之而来的滞回能量损失。近年来，粘合接触力学变得越来越重要，重点是软材料[通常允许更大面积的相互作用表面进入粘合力范围内]，纳米器件和生物系统分析。在自然界中发现了应用，例如昆虫附着力，纳米制造，以及更一般地在涉及橡胶或聚合物接触的工业系统中。在本文中，我们回顾了各种方法的优势和局限性，用于分析接触问题，涉及粘附牵引力，特别是不可避免的粗糙度的接触表面的影响。
2018-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interfacial fatigue fracture of pressure sensitive adhesives
本研究针对压敏胶界面疲劳断裂问题，制备模型PSA并测试其疲劳与断裂行为，获得界面疲劳阈值等关键参数，开发改进的Lake-Thomas模型准确预测疲劳阈值，为PSAs断裂力学提供新知识。
2024-10-15 cond-mat.soft
Do uniform tangential interfacial stresses affect adhesion?
我们提出的理论论据，线弹性和热力学的基础上，表明在滑动粘合剂接触的界面切向应力不影响在所有的系统，然后遵循经典的JKR解决方案的粘合剂行为。我们的发现解释了Vorvolakos和Chaudhury在2003年的实验观察，他们发现PDMS球的接触面积在滑动过程中保持恒定，并且与JKR解决方案一致，至少达到1 mm/s的速度，以及Carpick等人的Carpick，他观察到，在超真空（UHV）中，镀铂原子力显微镜（AFM）针尖与云母表面之间的摩擦力与Johnson-Kendall-Roberts（JKR）预测的接触面积成比例地随载荷变化。我们表明，减少的接触面积，实验观察到在较高的滑动速度，可以引起的粘合剂粘结的密度的减少，作为速度的增加，或引起的排斥能量项与应力的空间波动在界面处。这可以解释为什么在相对大的滑动速度下粘附被完全掩盖。此版本的文件遵循勘误表的出版：Nicola Menga，Giuseppe Carbone，Daniele Dini：勘误表“均匀的切向界面应力是否会增强粘附力？“[Journal of the Mechanics and Physics of Solids 112（2018）145--156]，Journal of the Mechanics and Physics of Solids，133，103744，https：//doi.org/10.1016/…
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ligand mediated adhesive mechanics of two deformed spheres
建立了一个自洽模型，研究了两个表面不规则、表面涂有柔性结合配体的柔性可变形微球的附着/分离动力学。该模型突出了这些配体的微观结合动力学以及带电表面的吸引/排斥势如何影响球体的静态变形配置。结果表明，在光滑的中性带电表面（即，德拜长度，$κ\rightarrow \infty $），通过弹性粘合剂相互作用（即，刚度系数$λ\rightarrow 0$），粘附力学接近于JKR理论的应用范围，并且在该特定限制下，根据比例定律$R_c\propto R^{\frac{2}{3}}$，接触半径与颗粒半径成比例。我们发现，粘附力占主导地位的较大颗粒高度带电的表面和弹性粘合剂。接触区域内的正应力分布随着粘结剂刚度系数的变化而波动，从中心处的最大值到该区域周边处的最大值。表面不均匀性导致附着力降低，拉脱力明显降低，分离间隙更大，法向应力更弱，附着面积有限。这些结果与已发表的实验结果一致。
2015-10-09 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Hydrodynamics and rheology of a vesicle doublet suspension
采用高阶自适应时间边界积分方法，数值模拟了不同流动条件下粘性二维囊泡偶体的动力学行为。在静止的流动中，两个相邻的囊泡在粘附势的作用下缓慢地向彼此移动，将它们之间的流体推出，以在平衡时形成囊泡双峰。润滑分析这样的排水的薄膜给出的排水时间的依赖关系的粘附强度和分离距离是在良好的协议与数值计算结果。在平面拉伸流中，我们发现只有当两个囊泡在驻点附近迎面碰撞时，才会形成稳定的囊泡双峰。在微流体阱中，通过主动控制回路将伸展流的停滞动态地放置在囊泡双峰的中间，观察到囊泡双峰的新颖动力学。数值模拟结果表明，存在一个临界拉伸流速，在此流速以上，扩散流克服了粘附作用，从而提供了一种简单的方法来测量两个囊泡膜之间的粘附强度。在平面剪切流中，数值模拟表明，囊泡双峰可以形成提供的粘附强度是足够大的在一个给定的囊泡减少面积。一旦形成了一个双峰，它的振荡动力学被发现依赖于粘合强度和它们的减少面积。此外，有效的剪切粘度的稀释悬浮液的囊泡双峰被发现是一个功能的减少面积。这些数值研究和分析的结果揭示了粘性流体中囊泡之间的粘附相互作用的流体动力学和流变学后果。
2019-07-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A modeling framework for contact, adhesion and mechano-transduction between excitable deformable cells
心肌细胞是构成心肌的基本细胞。电信号和化学量通过它们的传播是它们非线性收缩和膨胀的原因。在这项研究中，提出了一个理论模型和有限元制剂的模拟之间的粘附接触的相互作用的肌细胞跨越所谓的间隙连接。提出了一个多场界面本构关系的描述，集成的粘附和接触的力学响应与他们的电生理行为。从计算的角度来看，初边值问题被制定为一个结构-结构相互作用的问题，这导致了一个简单的实施适合并行计算。对不同的肌细胞对进行数值测试，其特征在于与其生长阶段相关的不同形状，捕获实验响应。所提出的框架预计将对理解不完善的机械转导如何导致紧急病理反应产生影响。
2017-07-04 cond-mat.soft q-bio.CB
On the presence of a critical detachment angle in gecko spatula peeling -- A numerical investigation using an adhesive friction model
采用基于连续介质的计算接触模型，研究壁虎铲内的耦合粘附和摩擦。采用非线性有限元法对刮刀从刚性基材上剥离的过程进行了模拟。结果表明，“摩擦粘附”的行为，直到现在只观察到从刚毛到脚趾的水平，也存在于抹刀水平。它示出，对于足够小的抹刀垫厚度，抹刀分离在一个恒定的角度被称为临界分离角，无论剥离和轴角。刮刀在跳离接触点处达到相同的能量状态，这与临界脱离角的不变性直接相关。本研究还揭示了存在一个与临界脱离角不变性相关的最佳衬垫厚度。进一步观察到，刮铲垫的滑动对于临界脱离角的不变性是必不可少的。
2020-02-27 cond-mat.soft cs.CE
Dynamic shapes of floppy vesicles enclosing active Brownian particles with membrane adhesion
本文数值研究了包含活性布朗粒子且粒子与膜粘附的活性囊泡的动态行为，发现ABP活性和粒子体积分数共同决定囊泡形状相变，膜粘附显著改变囊泡行为并提供额外控制参数。
2023-01-19 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
On the application of fracture mechanics mixed-mode models of sliding with friction and adhesion
正如Menga，Carbone和Dini（MCD）最近在一篇有趣和刺激性的论文中提出的那样，将断裂力学能量概念应用于滑动粘附接触的情况下，在界面处施加剪应力也是恒定的，并且等于材料常数（如在实验中所示），导致接触面积的增加，而这从未观察到。我们补充说，严格的MCD理论也预测的尺寸效应，因此在滑动过程中也没有观察到在实验中的JKR曲线的失真。最后，一个简单的例子与纯模式I接触的情况下，导致在MCD理论的一个无界的接触面积，这是很难解释的，而不是一个可能更正确的限制的毛吉斯-达格代尔解决方案的粘性球时，泰伯参数为零，即DMT的解决方案。因此，我们讨论的MCD理论的影响，虽然他们可能是相当学术：最近的半经验模型，与适当的选择的经验参数，似乎更有前途和强大的实际实验建模。
2019-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanism of pressure sensitive adhesion in nematic elastomers
本研究探究了向列相液晶弹性体中高压敏粘附的机制，发现其源于向列相内局部应力和指向矢取向的缓慢弛豫，导致粘合强度需超过24小时达到最大值。
2023-07-27 cond-mat.soft
Static adhesion hysteresis in elastic structures
弹性结构（如石墨烯片、碳纳米管和微管）之间的粘合剂相互作用已显示出由于与键断裂相关的不可恢复的能量损失而表现出滞后，即使在静态（速率无关）实验中也是如此。为了理解这种现象，我们从一个最小的理论剥离的薄片从基板，耦合的本地事件的债券断裂的非本地弹性松弛的纸张，并表明，这可以驱动静态粘附滞后超过一个粘结/脱粘周期。使用这个模型，我们量化滞后的粘附力和弹性参数的系统。这使我们能够推导出一个比例关系，保留在不同级别的粒度滞后，同时解决一个看似矛盾的晶格捕获在连续极限的离散断裂过程。最后，为了验证我们的理论，我们使用新的实验来证明和测量成束微管的粘附滞后。
2021-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
A generic self-stabilization mechanism for biomolecular adhesions under load
受细胞黏着斑启发，提出一种无需主动反馈的通用分子机制，通过黏附分子构象变化与储库动态交换实现非平衡条件下的载荷驱动自稳定，从而稳健延长黏附寿命，并自然适用于含 talin 和 vinculin 的细胞黏附。
2021-07-08 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
