Intermittent molecular motion and first passage statistics for the NMR relaxation of confined water
通过分子动力学模拟和首次返回通过时间计算，将受限流体微观参数与NMR弛豫率R1关联，仅用统计力学概念预测和解释界面分子弛豫。
2025-01-29 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Predicting Structural Relaxation in Supercooled Small Molecules via Molecular Dynamics Simulations and Microscopic Theory
本文提出结合分子动力学模拟和ECNLE理论的理论框架，通过估算Tg预测小有机玻璃形成体的结构弛豫行为，数值结果与实验数据吻合良好，提供独立于实验的预测途径。
2025-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic Theory of the Influence of Strong Attractive Forces on the Activated Dynamics of Dense Glass and Gel Forming Fluids
我们从理论上研究了高密度颗粒悬浮液中通过强短程吸引力相互作用的排斥玻璃-流体-吸引玻璃转变的非单调（重入）激活动力学。经典的理论投影近似，取代所有的微观力由一个单一的有效力完全由平衡对的相关性被重新审视的基础上，无投影动力学理论（PDT），避免力的投影。一个混合的PDT制定明确量化的吸引力如何诱导动力学约束，而奇异硬核相互作用的基础上的投影方法处理。排斥力和吸引力之间的干扰的影响，和结构的变化，由于吸引诱导的键形成的竞争与笼，包括在内。结合微观Elementary集体非线性Langevin方程（ECNLE）理论的活化弛豫，由此产生的方法似乎适当地捕获重入动态交叉行为和强烈的非单调变化的激活结构弛豫时间与吸引力的强度和范围在非常高的体积分数。定性差异与ECNLE理论为基础的结果，采用全投影近似确定，和可检验的预测。新的配方出现定性一致的多个实验和模拟研究，并提供了一个新的视角，为整个问题，是植根于激活运动和排斥力和吸引力之间的干扰。这在概念上不同于不考虑激活动力学的理想模式耦合理论的经验移位或其他特别修改。热玻璃形成液体的影响进行了简要讨论。
2019-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Complex flow profiles in microscopic active crystals
该研究构建圆形受限活性滚动粒子微晶实验平台，结合活性流体动力学模型与自推进FK模型，揭示可公度静态与不可公度自滑动状态间的周期性粘滑、流动反转及活性熔化现象。
2023-11-07 cond-mat.soft
Deformation profiles and microscopic dynamics of complex fluids during oscillatory shear experiments
振荡剪切试验在流变学中被广泛用于表征复杂流体的线性和非线性力学响应，包括屈服转变。有越来越多的冲动，以获得详细的知识的变形场，是有效地存在于整个样品在这些测试中，在同一时间，有越来越多的证据表明，宏观流变响应取决于难以捉摸的微观行为的材料成分。在这里，我们采用了应变控制的剪切细胞与透明的墙壁可视化和量化的动态示踪剂嵌入在各种循环剪切复杂的流体，范围从几乎理想的弹性屈服应力流体。对于每个样品，我们使用图像相关处理来测量宏观变形场，和回声微分动态显微镜探测在倒易空间中的微观不可逆样品动力学;最后，我们设计了一个简单的方案来空间映射剪切样品中的重排，再次不跟踪示踪剂。对于屈服应力样品，我们得到了一个波矢量依赖的表征剪切诱导扩散整个屈服过渡，这是伴随着一个三个数量级的加速的动力学和从本地化的，间歇性的重排过渡到一个更均匀的空间和时间均匀的活动。我们的无跟踪方法本质上是多尺度的，可以成功区分不同类型的动态，并且可以自动化以最大限度地减少用户干预。应用很多，因为它可以转换为其他成像模式，包括荧光，并且可以与亚分辨率示踪剂一起使用，甚至可以不使用示踪剂，用于提供内在光学对比度的样品。
2021-08-19 cond-mat.soft
Linking particle dynamics to local connectivity in colloidal gels
胶体凝胶是异质网络固体的典型例子，其复杂的性质由热活化动力学控制。在这封信中，我们通过实验建立了单个粒子的间歇动力学与它们的局部连通性之间的联系。我们解释我们的实验与模型，描述单粒子动力学的基础上高度合作的热脱粘。该模型，在定量协议与实验，提供了一个微观图片的结构起源的动态异质性胶体凝胶和揭示了新的光结构和复杂的力学之间的联系，这些异质固体。
2016-12-02 cond-mat.soft
Microscopic Theory of the Elastic Shear Modulus and Length-Scale-Dependent Dynamic Re-Entrancy Phenomena in Very Dense Sticky Particle Fluids
本研究用混合无投影动力学理论（hybrid PDT）的ECNLE方法，预测了极稠密粘性球体流体的弹性模量再入现象，并揭示了与MCT等理论的定性差异，为理解吸引玻璃动力学提供了微观基础。
2024-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Density-dependent transport coefficients in two-dimensional cellular aggregates
本文基于淋病奈瑟菌聚集模型的微观动力学建立二维涨落流体力学理论，推导依赖细胞密度的体扩散率与电导率，并预测菌落形成中的输运减缓。
2025-07-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Aging and intermittency in a p-spin model of a glass
我们数值分析的统计数据之间的热流老化系统和它的热浴，以下的方法提出和测试的自旋玻璃模型在最近的信（P. Sibani和H.J.詹森，欧洲物理。Lett.69，563（2005））。目前的系统，缺乏淬火随机性，由位于立方晶格上的伊辛自旋组成，每个元胞贡献的总能量是位于其角落的四个自旋的乘积。与我们以前的发现类似，能量以罕见但大的所谓间歇性爆发的形式离开系统，这些爆发嵌入在可逆的和平衡的零平均波动中。间歇性的爆发，或地震，以一种随着年龄的倒数而下降的速度消散了被困在初始状态的多余能量。这种强烈的非均匀动力学图片解释使用的想法，地震是由能量波动的记录大小，独立发生在一些热化域。从可逆热涨落宽度的温度依赖性，我们推测这些畴具有指数态密度。最后，我们表明，热流由一个温度无关的长期和一个长期的阿罗修斯温度依赖性。微观动力学和结构信息，从而可以提取从数值磁共振数据。这种类型的分析现在似乎在时间分辨微量热技术的范围内。
2006-08-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of driven translocation of semiflexible polymers
利用三维朗之万动力学模型研究了半柔性聚合物在力$f_d$驱动下在纳米尺度孔内的移位。我们发现，移位时间$τ$增加，增加抗弯刚度$κ$。类似地，$τ$与聚合物长度$N$的比例的指数$β$，$τ\sim N^β$，随着$κ$的增加以及随着$f_d$的增加而增加。通过比较半柔性和完全柔性的聚合物之间的等待时间，我们表明，对于现实的$f_d$易位动力学是在很大程度上，但不完全，由聚合物的弹性长度测量的库恩段数$N_{\rm Kuhn}$。与柔性聚合物的驱动易位不同，与反式侧上的聚合物链段相关的摩擦对所得动力学具有相当大的影响。该摩擦通过反侧上的孔开口附近的聚合物链段的屈曲而间歇性地减小。我们表明，在实验相关的制度，其中粘度是高于在计算机模拟模型中，这种屈曲的概率随着$f_d$的增加而增加，从而引起更大的贡献跨侧摩擦小$f_d$。与柔性聚合物类似，我们发现顺式侧聚合物链段的显著质心扩散。这加速了易位，对于较小的$f_d$，这种效应更大。然而，由于横向摩擦，这种加速小于减速。在足够大的$N_{\rm Kuhn}$，可以看到的作用被逆转，并达到柔性聚合物的动力学。然而，例如，DNA易位实验中使用的聚合物，弹性很短，这里概述的有限长度动力学适用。
2018-02-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Superdiffusive, heterogeneous, and collective particle motion near the jamming transition in athermal disordered materials
我们使用计算机模拟来研究流体到固体，堵塞过渡附近的软粒子的无热组装的微观动力学。借用开发的工具来研究玻璃化转变附近的动态异质性，我们发现了一些原始签名的干扰过渡在粒子尺度。我们观察到超扩散，空间异质性，集体粒子运动的特征尺度，显示了一个令人惊讶的非单调行为的过渡。在固相中，动力学是弹性形变和塑性弛豫的间歇序列，其特征在于无标度空间相关性和系统尺寸依赖的动力学相关性。我们的研究结果表明，在致密的非热系统和玻璃形成的动态不均匀性是非常不同的，并揭示了最近的实验报告的“异常”的动力学行为附近的颗粒和胶体组件的干扰过渡。
2010-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Training overdamped dynamics
Faculty of Mechanical Engineering, Technion（机械工程学院，海法理工学院）
本文提出通过局部更新规则操控多粒子系统过阻尼动力学，展示如何训练材料实现目标性的速率依赖弹性与粘性行为。
2026-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Connecting short and long time dynamics in hard-sphere-like colloidal glasses
玻璃形成材料的特征在于在微观尺度上的间歇运动。粒子大部分时间都在它们的邻居形成的笼子里嘎嘎作响，很少跳到另一个笼子里。在分子玻璃形成器中，跳跃特征的温度依赖性，例如平均笼化时间和跳跃长度，表征弛豫过程，并允许对扩散率进行短时间预测。在这里，我们实验研究笼跳跃运动的二维硬球状胶体悬浮液，其中的体积分数是相关的参数控制的动力学减慢。我们表征的笼跳跃功能的体积分数依赖性，并表明，在分子系统中，它们允许一个短时间的扩散率预测。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shearing a glass and the role of pin-delay in models of interface depinning
当无序固体被剪切时，屈服之后是间歇性响应的开始，其特征在于通常标记为剪切转变区（STZ）的局部区域中的滑移。这种间歇性反应类似于地震或接触脱钉的行为，其中明确定义的钉扎无序景观禁止弹性介质的变形。然而，无序固体的明显不同之处在于，粒子的钉扎势垒是由于邻居也受到运动的影响。微观屈服导致局部微观结构的破坏和局部加热。很自然地假设，在冷却到转变的构型之前，局部的液体在有限的时间尺度内出现。对于包括玻璃脱钉模型中的这一特性瞬态，我们提出了一个一般机制，涉及一个“针延迟”时间TPD，在此期间，每个区域的滑动演变为流体。新的时间尺度可以小到单个雪崩时间步长。我们证明，包括这种机制会导致漂移的临界指数向更高的值的滑移尺寸$τ$，直到过渡到永久剪切带的行为发生几乎振荡，粘滑响应。此外，它会导致扩散的大事件是高度不均匀的，类似于尖锐的滑移带的形成。我们的模型似乎是定性与最近的实验和模拟剪切下的无序固体。
2014-08-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Metastability at the Yield-Stress Transition in Soft Glasses
本文研究了在空间非均匀应力作用下二维周期性软玻璃模型中的固液相变。我们所考虑的模型由在连续相中挤在一起的分散相的液滴组成。当应力的峰值接近材料的屈服应力时，我们发现整个系统间歇性地隧穿到亚稳态的“流化”状态，该状态通过弹性波耗散松弛回到亚稳态的“固体”状态。通过微观位移场的液滴，其时间统计显示出显着的双峰的宏观情况进行了研究。亚稳性根源于在给定的应力范围内存在两个不同的稳定流变分支以及长程相关性（例如，大的动态异质性）在系统中发展。最后，我们表明，一个类似的行为举行的压力驱动流，从而提出了可能的实验测试。
2018-06-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The Length Scales of Dynamic Heterogeneity: Results from Molecular Dynamics Simulations
在比焓松弛所需的时间更短的时间内，液体可以表现出惊人的不均匀性。这些不均匀性的图像是复杂的，有短暂的刚性斑块，不规则但持久，被移动粒子的卷须包围，间歇性地闪烁成新的运动和停滞的空间模式。在过去的20年里，这些动态的异质性的研究，使我们能够表征合作动力学，确定新的策略，在控制动力学在玻璃形成液体，并开始系统地探索动力学和结构之间的关系，支撑的非晶材料的行为。原子和分子液体动力学的计算机模拟在所有这些进展中发挥了主导作用。虽然有些人可能对这种依赖模型感到不安，但考虑到描述动态不均匀性所需的微观细节，这是不可避免的。这些模拟所揭示的复杂性需要新的概念工具。在这篇文章中，我试图为读者提供一个清晰和完整的帐户，这些工具是如何在分子动力学模拟的动力学长度尺度的文献发展。通过这些长度尺度的“棱镜”，本文解决的问题，我们学到了什么动态的异质性从计算机模拟？
2010-09-29 cond-mat.soft
Fluctuations of driven probes reveal nonequilibrium transitions in complex fluids
University of Padova（帕多瓦大学）
通过监测驱动探针的波动，揭示复杂流体中非平衡转变的机制，利用布朗运动模拟展示流体从扩散到跳跃动力学的转变。
2025-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pore-Spanning Lipid Membrane under Indentation by a Probe Tip: a Molecular Dynamics Simulation Study
我们通过分子动力学模拟研究了悬浮在疏水基底上的纳米孔上的独立脂质膜的压痕。我们发现，在压痕过程中，膜在接触点弯曲，膜的边缘沿孔边缘间歇性地向下滑动，当边缘到达边缘底部时停止滑动。随后继续弯曲，并且大的应变最终在膜中引起相变，从双层结构转变为叉指结构。当压痕足够深时，膜最终破裂。计算了孔区的几个局部物理量，包括脂质分子的倾斜角、排列顺序、夹角和相邻脂质之间的距离。这些量的变化揭示了许多详细的，尚未指定的局部结构的脂质分子下压痕的转变。对压痕力-压痕曲线进行了研究和讨论。结果使微观结构和宏观性质之间的联系，并提供了深入的了解跨越纳米孔的脂质膜的稳定性。
2011-08-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Cooperative effects driving the multi-periodic dynamics of cyclically sheared amorphous solids
在无定形材料，如玻璃，胶体，或颗粒状材料的塑性，是由称为“软点”的局部重排介导的。实验和模拟表明，软点是两个状态的实体通过四极位移场相互作用时，他们切换状态。当系统受到循环应变驱动时，软点可以在一个或多个强制循环后返回到其原始状态。在这种情况下，系统具有周期性动力学，并且总是重复相同的微观状态。在这里，我们专注于多周期动力学，即周期性大于驱动器周期性的动力学，并使用图论方法来分析从数值模拟中获得的动力学。在这种方法中，机械稳定的配置，转换纯粹弹性到彼此在一个范围内施加的应变，由顶点表示，和塑性事件导致从一个稳定的配置到另一个，由定向边表示。基于图形拓扑结构和软点位移场的算法揭示了多周期行为是由一些软点在一个以上周期后重复的状态引起的，并提供了关于允许这种动态的机制的信息。为了更好地理解多周期性背后的物理机制，我们使用了一个相互作用的迟滞模型。每个滞后是一个简化的两状态元素表示滞后软点动态。我们确定在这个模型中的多周期性的几种机制，一些涉及多周期性的滞后和合作动力学涉及几个滞后之间的直接相互作用。当存在更多的滞后时，这些合作事件自然更常见，从而解释了为什么多周期性在大驱动幅度下更普遍。
2021-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theory of Activated Glassy Dynamics in Randomly Pinned Fluids
我们推广的力水平，微观，非线性朗之万方程（NLE）理论和它的弹性集体推广（ECNLE理论）的散装球形颗粒液体的激活动力学，以解决随机粒子钉扎结构弛豫的影响。最简单的中性约束模型进行了分析，硬球的平衡对结构没有变化后，粒子钉扎。随着钉扎分数的增长，笼规模的动力学约束加剧的方式，随着密度的增加。这导致在移动的颗粒变得更加瞬态本地化，随着跳跃距离的增加，笼规模障碍和NLE理论平均跳跃时间，微妙的变化的动态剪切模量的预测。结果与最近的模拟。在松弛行为的相似性，确定在动态的前体制度，包括大致指数，或弱超指数，增长的α时间与钉扎分数和减少的动态脆弱性。然而，增加的α时间与钉扎的本地NLE理论预测的是太小了，严重的是在非常高的体积分数。强烈的偏差被认为是由于较长范围的集体弹性方面的问题，预计将修改随机钉扎在一个复杂的方式。一个定性的物理方案是如何提供的三个不同的方面，量化的弹性屏障可能会改变钉扎。ECNLE理论计算的α时间，然后提出基于最简单的有效介质样治疗随机钉扎如何修改的弹性屏障。结果似乎与最近模拟中看到的大多数趋势一致，但不是全部。关键开放的问题进行了讨论，无论是理论和模拟。
2017-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Friction-controlled reentrant aging and fluidization in granular materials
The University of Tokyo（东京大学）；University of Montpellier（蒙彼利埃大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本研究通过离散元模拟揭示摩擦在颗粒材料循环剪切压实中的双重作用，发现重入的非单调流化行为，并阐明其控制老化与流化的微观机制。
2025-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
