Non-monotonic fluctuation spectra of membranes pinned or tethered discretely to a substrate
本文计算了由系链阵列与固体支撑简谐耦合的流体膜的热涨落谱。对于强系链，该光谱表现出非单调的各向异性行为，在约两倍系链距离的波长处具有相对最大值。对均方根位移进行评估，以估计典型的膜位移。可能的应用包括柱支撑或聚合物系留膜。
2005-09-26 cond-mat.soft
The shape of cleaved tethered membranes
本研究通过数值模拟探究纵向平行切割对弹性膜形状的影响，发现切割会导致膜塌缩为可通过切割参数调控的复杂形貌，且无自回避的刚性膜的回转半径与切割数的关系经重标度后符合普适主曲线。
2025-01-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
First-order transition of tethered membranes in 3d space
我们研究了模型的幻影栓系膜，嵌入在三维空间中，广泛的蒙特卡罗模拟。该膜具有六边形晶格结构，其中每个单体与六个最近邻（NN）相互作用。神经网络之间的系绳相互作用，以及神经网络三角形之间的曲率惩罚考虑。该模型是新的，在这个意义上，神经网络的相互作用被考虑到截断的Lennard-Jones潜力，包括排斥和吸引的部分。我们的研究的主要结果是，该系统经历了一个一阶的褶皱过渡，从低温平坦相到高温皱曲相，在早期的数值结果的模型系留膜。
2002-07-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-lat
Phase transitions of a tethered membrane model with intrinsic curvature on spherical surfaces with point boundaries
我们发现，内禀曲率模型的皱曲转变的阶数依赖于固定在球面拓扑表面上的两个边界顶点之间的距离。该模型是一个由内禀曲率能控制的曲率模型，定义在三角化曲面上。已有文献报道，在没有表面边界条件的情况下，该模型经历了一阶皱曲转变。然而，这种边界条件的依赖性的过渡还有待研究。本文利用蒙特卡罗模拟研究了N=8412的曲面上的这一问题。如果距离增加，则一阶跃迁变为二阶跃迁。
2006-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo simulations of a tethered membrane model on a disk with intrinsic curvature
一个一阶相变分离的光滑相的褶皱的一个被发现在一个固定的连接表面模型上定义的磁盘。汉密尔顿函数包含高斯项和固有曲率项。
2005-03-07 cond-mat.soft
Role of the membrane for mechanosensing by tethered channels
生物学上重要的膜通道在附着的系链处被力门控。在这里，我们概括地描述了可能影响门控的力、膜张力和通道变形的非平凡相互作用。一个中心的发现是，微小的锥形通道变形下的力量导致显着的能量释放过程中打开。我们还计算了通道间的相互作用，并表明它们可以放大束缚通道的力敏感性。
2017-07-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
From supported membranes to tethered vesicles: lipid bilayers destabilisation at the main transition
我们报告的结果有关的支持磷脂双分子层的不稳定在一个定义明确的几何形状。当从室温加热沉积在高度亲水性载玻片上的支撑磷脂膜时（即在凝胶相中具有脂质），在脂质的主要凝胶至流体转变温度周围观察到未结合。它导致形成相对单分散的囊泡，其中大部分仍然拴在支持的双层。我们解释这些意见的急剧下降的弯曲刚度模量$κ$在过渡区，结合弱的初始粘附能。在尺度参数的基础上，我们表明，我们的实验结果与这一假设是一致的。
2006-11-07 cond-mat.soft
Anomalous diffusion of a tethered membrane: A Monte Carlo investigation
利用连续介质珠弹簧蒙特卡罗模型，通过大量的计算机模拟研究了自回避束缚膜的反常扩散动力学。我们专注于亚扩散的随机运动的膜的中心节点在该政权的平膜在温度高于膜折叠过渡。虽然有时大于特征膜弛豫时间$τ_R$，但片质心的均方位移$<R_c^2>$以及其中心节点的均方位移$<R_n^2>$显示出正常的Rouse扩散行为，扩散系数$D_N$相对于膜中的片段数$N$缩放为$D_N \propto N^{-1}$，在短时间内，我们观察到中心节点$t\le τ_R$的{ \em多尺度动态}，其中异常扩散指数$α$从$α\approx 0.86$变化到$α\approx 0.27$，然后变化到$α\approx 0.5$，然后扩散最终转向正常。通过简单的缩放参数，我们表明，我们的主要结果，$α\approx 0.27$，可以涉及到特定的机制，膜动力学，涉及不同群体的片段在膜片。涉及线性聚合物的比较研究表明，含有$N$片段的自避免栓系膜的扩散系数比具有相同片段数的线性聚合物链的扩散系数小三倍。
2008-04-08 cond-mat.soft
Self-avoiding tethered surfaces are always flat
Columbia University（哥伦比亚大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究显示，即使在无弯曲刚度的情况下，自回避栓塞表面在热力学极限下仍保持平坦，尺寸指数为ν=1。
2026-02-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Binding of curvature-inducing proteins onto tethered vesicles
系留囊泡由圆柱形膜管和球形囊泡组成，通过光学镊子和微量移液器实验施加的机械力产生。这种拴系囊泡用于检查曲率诱导蛋白的曲率传感。在这项研究中，我们澄清如何结合蛋白质的横向各向同性自发曲率的感觉和产生的膜曲率的拴系囊泡使用平均场论和无网格膜模拟。膜管中蛋白质密度和管曲率的力依赖曲线分别从力点反射对称和点对称，其中管具有感测曲率。结合蛋白质的弯曲刚度和自发曲率可以从这些力依赖曲线估计。在低和高的力振幅下，管中的低和高蛋白质密度之间可以发生一级转变。均相的模拟结果与理论预测吻合得很好。此外，在模拟中还发现了具有微相分离的串珠状管。
2021-11-04 cond-mat.soft physics.bio-ph
Inverted catenoids, curvature singularities and tethered membranes
如果悬链线在任何内部点被倒置，则获得在两点（其极点）处接触的放气的紧凑几何。悬链面是一个极小曲面，因此是对称流体膜的平衡形状。哈密顿量的共形对称性意味着倒置极小曲面也是平衡形状。然而，它们在极点处表现出曲率奇异性。这些奇点与将两极拉在一起的外力有关。与没有应力的悬链不同，在倒置形状内将存在应力。如果表面积是固定的，减少外力诱导从盘状细胞到杯状口细胞的转变。
2007-02-14 cond-mat.soft math-ph math.MP
Elasticity, Shape Fluctuations and Phase Transitions in the New Tubule Phase of Anisotropic Tethered Membranes
我们研究了最近预测的（cond-mat/9510172），随后观察到（在数值模拟中）（cond-mat/9705059）各向异性膜的小管相，以及进入和离开小管相的相变。这种新相在温度和物理性质方面都位于先前预测的平坦相和褶皱相之间：它在一个方向上被弄皱，而在另一个方向上被伸展。它的形状和弹性特性由回转半径指数$ν$和各向异性指数$z$表征。我们推导出缩放律的回旋半径$R_G(L_\perp,L_y)$（即平均厚度）的小管约一个自发选择的直轴和小管波动$h_{rms}(L_\perp,L_y)$横向其平均延伸。对于幻影（即非自回避）膜，我们预测$ν=1/4$，$z=1/2$和$η_κ=0$，准确地说，与模拟非常一致。对于包埋在$d<11$维空间中的膜，自我回避极大地膨胀了小管并抑制了其狂野的横向波动，改变了其形状指数$ν$和$z$。我们给出了详细的缩放结果的形状的小管的任意纵横比和计算各种关联函数，以及异常弹性的小管。最后，我们提出了一个缩放理论的膜的形状和它的比热附近的连续过渡到和出的小管相和执行详细的重整化群计算的褶皱到小管过渡的幻影膜。
1997-12-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
First-order phase transition of fixed connectivity surfaces
我们报告的一个拴系膜模型，这是定义在一个框架内的膜弹性的Helfrich的不连续过渡的数值证据。采用正则蒙特卡罗模拟方法，在球面拓扑的三角形固定连接曲面上研究了两种不同的体模系留膜模型。一个表面模型由高斯项和弯曲能项定义，另一个是无张力的，由弯曲能项和硬壁势定义。弯曲能是通过使用每个顶点处的法向量来定义的。这两种模型都经历了一级相变，其特征在于弯曲能的间隙。模型的相结构取决于离散弯曲能的选择。
2004-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Conformal order and Poincar$\rm{\acute{e}}$-Klein mapping underlying electrostatics-driven inhomogeneity in tethered membranes
本文通过带电系留膜模型的数值模拟与几何分析，揭示了静电驱动不均匀性背后的共形序和庞加莱-克莱因映射，建立了长程静电力与双曲几何的联系，并探讨了其在超材料设计中的潜在应用。
2023-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Channel-Facilitated Molecular Transport Across Membranes: Attraction, Repulsion and Asymmetry
利用精确可解的离散随机位点结合模型，从理论上研究了分子跨膜通道的转运。结果表明，分子与通道之间的相互作用势对迁移动力学有很强的影响。孔中存在吸引性结合位点加速了膜外小浓度的颗粒电流，而令人惊讶的是，对于大浓度，排斥性结合位点产生最佳的运输。此外，相互作用势的不对称性也强烈地影响通道输运。这些现象的机制进行了讨论，在结合位点的粒子动力学的细节。
2006-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface tension of membranes depending on the boundary shape
本文研究了边界效应对弹性膜表面模型表面（或框架）张力的影响。框架张力通常仅取决于曲面跨越的边界的投影面积。然而，从自旋模型的类比，预计框架张力也依赖于连续转变点处的边界形状。我们确认这一预期使用以下固定的连接和拴系表面模型：表面模型的Helfrich和Polyakov和表面模型与赤字角项。我们还讨论了为什么这种期望是值得研究的原因。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal fluctuations of free standing graphene
在自洽计算束缚膜弹性常数与动量相关的基础上，利用非微扰重整化群方法计算了石墨烯热涨落与动量的关系.我们发现一个尖锐的交叉从微扰到异常制度，在良好的协议与Monte Carlo结果的石墨烯，并给出一个准确的值的交叉规模。我们的工作有力地支持了石墨烯被很好地描述为系留膜的观点。涟漪自然出现在我们的分析中。
2010-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Phase transitions and membrane stiffness in a class of asymmetric heterogeneous fluid membranes
我们提出了一个极小模型，在一类不对称的双组分非均相流体膜在平衡时，一般显示第一和第二阶MPTS，控制的不对称性和异质性的相互作用的可渗透性相变（MPTS）。在MPT附近，膜波动通常会增强。然而，增强的程度被发现敏感地依赖于非对称性-异质性耦合。我们认为，实验测量的膜波动的MPTS提供的物理信息的形式的不对称性异质性耦合。
2015-09-14 cond-mat.soft
Anomalously Slow Domain Growth in Fluid Membranes with Asymmetric Transbilayer Lipid Distribution
首次用数值方法研究了跨双层脂质分布的不对称性对流体囊泡相分离动力学的影响。这种不对称性示出设置一个自发的曲率的域，改变的形态和动态显着。对于适度的张力，域的上限和自发的曲率导致令人不安的慢动力学，相比对称双层的情况下。相反，在高张力和低张力的极限情况下，动力学朝向完全相分离进行。
2006-04-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Equilibrium of fluid membranes with tangent-plane order (TPO), elasticity of smectics with TPO, and dispiration asymmetry in smectics-C*
流体膜具有切平面有序（TPO），如倾斜和六角有序，提供了独特的软物质系统，用于研究弹性，形状，拓扑结构和热涨落之间的相互作用。利用膜能的自旋连接公式，我们得到了这种膜的基态的平衡方程和自由边界条件。我们扩展的自旋连接配方与TPO的近晶相液晶，并表明，手性近晶-C * 这一概括导致实验验证的后果具有拓扑指数（螺旋度）相同的幅度，但相反的迹象。
2015-06-18 cond-mat.soft
The influence of higher order geometric terms on the asymmetry and dynamics of membranes
本文研究膜弯曲能中高阶几何项的影响，发现高斯曲率平方项能稳定管状结构并加速形状演化，通过表面有限元数值模拟在轴对称和三维场景中验证。
2024-12-18 cond-mat.soft
Kinetics of symmetry and asymmetry in a phase-separating bilayer membrane
我们模拟了一个相分离的双层，其中的小叶经历了直接耦合有利于当地的成分对称性（“注册”双层相），和间接耦合由于疏水性失配，有利于强的局部不对称性（“反注册”双层相）。对于宽范围的总体瓣叶组成，多个竞争状态是可能的。对于估计的物理参数，猝灭的双层可能首先向比小叶不相关的情况更不对称的亚稳态演变;随后，它必须成核以达到其平衡，更对称的状态。这些相变动力学表现出特征签名，通过这些特征签名可以探测基本的和相反的小叶间相互作用。我们强调如何双层相图与一个单独的轴为每个小叶可以占整体和局部的对称/不对称，并捕捉一系列的观察实验和模拟文献。
2015-11-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Volume and porosity thermal regulation in lipid mesophases by coupling mobile ligands to soft membranes
短的DNA接头越来越多地被用于驱动布朗物体的特定自组装。DNA功能化的胶体可以组装成具有定制形态的有序或无定形材料。最近，同样的方法已被应用于顺应性单位，包括乳液液滴和脂质囊泡。这些基底的液体结构引入了新的自由度：系链可以扩散和重新排列，从根本上改变相互作用的物理性质。与液滴不同，囊泡极易变形，DNA介导的粘附会导致显著的形状调整。我们研究实验的热响应的对和网络的DNA-拴系的脂质体和观察两个有趣的和可能有用的集体性质：负热膨胀和可调孔隙率的脂质体网络。一个模型提供了一个彻底的理解这一意想不到的现象的开发，解释了新兴的性能之间的相互作用的温度依赖性的变形的囊泡和DNA介导的粘附力。
2015-01-09 cond-mat.soft
Geometry-induced asymmetric diffusion
过去的工作表明，离子可以更容易地通过膜在一个方向比其他。在这里，我们证明了在一个模型和实验中，对于小颗粒和大颗粒的混合物，这种不对称扩散可以仅仅产生于膜的孔的几何形状的不对称性。我们的确定性模拟考虑了两种尺寸的弹性圆盘通过膜扩散的二维气体，我们的实验室实验研究了两种尺寸的玻璃珠通过金属膜的扩散。在实验和模拟中，膜仅对较小的颗粒是可渗透的，并且不对称的孔导致这些颗粒的扩散速率的不对称。即使存在很小百分比的大颗粒也会堵塞膜，阻止小颗粒在一个方向上通过，同时允许小颗粒在另一个方向上自由流动。纯粹的几何动力学约束可能在常见的生物学环境中发挥作用，如膜离子通道。
2007-05-24 cond-mat.soft
Flow network controlled shape transformation of a thin membrane through differential fluid storage and surface expansion
由嵌入的流动网络灌注的薄的平面材料的机械性质可以通过流体输送和存储而局部和全局地改变，从而导致小的或大规模的变形，例如面外屈曲。液体吸收和储存最终导致材料局部膨胀。不同的部分可以水合和膨胀不均匀，促使表面的差异膨胀。为了计算研究液压引起的差异膨胀和屈曲这样的膜，我们开发了一个网络模型，描述了膜的形状和流体运动，耦合力学与流体动力学。我们模拟的时间依赖性的流体分布在流动网络的基础上的空间显式电阻网络模型与本地流体存储电容。的表面的形状是由一个弹簧网络产生的系留网格离散化，其中局部键静止长度是根据相关的局部流体含量在准静态的方式在电容器瞬间调整。我们调查的各种设计的流动网络，包括整体水力特性（阻力和电容）和层次结构（安排的主要和次要静脉）的影响，膜形状转换的特定动态。为了量化这些影响，我们探讨了局部高斯曲率和相对存储的流体含量在每个层次之间的相关性，通过使用线性回归，这表明，较强的相关性可以诱导较低的密集连接的主静脉。这种流动控制的形状转换机制的灵感来自于花朵通过花瓣的展开而盛开。它可以潜在地提供洞察力的其他可逆运动在植物中观察到的差异膨压和水分运输通过木质部导管，以及工程应用。
2022-09-10 cond-mat.soft
Elasticity of polymer vesicles by osmotic pressure: an intermediate theory between fluid membranes and solid shells
通过标度分析得到了曲面内聚合物的熵和由聚合物组成的膜的弹性自由能。发现薄膜的弹性自由能具有面内应变能加上Helfrich曲率能的形式[Z。自然的。C \textbf{28}，693（1973）]。通过讨论两种简化模型得到自由能中的弹性常数：一种是没有面内应变且两侧不对称的聚合物膜，它是曲面量子力学的对应物[Jensen和Koppe，Ann. Phys. \textbf{63}，586（1971）];另一种是具有均匀面内应变的平面橡胶膜。采用包含弹性自由能、表面张力能和渗透压诱导项的总自由能的一阶变分，导出了描述渗透压作用下聚合物囊泡平衡形状和面内应变的方程。通过对总自由能的二阶变分求出了球形高分子囊泡失稳的临界压力。研究发现，由于面内模态与面外模态耦合，面内模态对临界压力也有重要影响。理论结果表明，聚合物囊泡具有流体膜和固体壳之间的机械性能的中间。
2005-08-18 cond-mat.soft
Transition to coarsening for confined one-dimensional interfaces with bending rigidity
本文讨论了在具有任意磁导率的两壁相互吸引作用下，具有抗弯刚度的界面的非线性动力学和涨落。该系统模拟了受限膜的动力学。我们使用二维流体动力学模型，其中膜是有效的一维对象。在以前的工作[T。Le Goff等人，Phys.Rev.E90，032114（2014）]，我们已经表明，该模型预测了由弯曲刚度引起的扭结（或畴壁）之间的振荡相互作用引起的冻结状态。我们在这里证明，在张力，潜在的不对称性，或热噪声的存在下，有一个有限的阈值以上的冻结状态消失，永久粗化恢复。根据驱动力的不同，向粗化的转变呈现出不同的情景。首先，对于张力下的膜，小的张力只能导致短暂的粗化或部分无序，而在一个有限的阈值以上，膜振荡消失，永久coarsening.Second，潜在的不对称性是相关的非保守的情况下，即渗透性的墙壁，在那里它引起的扭结上的漂移力，导致通过扭结antikink湮灭的快速粗化过程。然而，低于某个阈值，漂移力可以通过扭结之间的振荡相互作用来平衡，并且仍然可以观察到冻结的粘连片。最后，在很长一段时间内，噪声恢复粗化与标准指数取决于渗透性的墙壁。然而，粗化出现的典型时间表现出阿鲁修斯形式。因此，需要有限的噪声幅度，以便在可观察的时间内观察粗化。
2015-08-11 cond-mat.soft
Measuring the mechanical properties of asymmetric membranes in computer simulations -- new methods and insights
本研究提出一种测量非对称膜弹性参数的新模拟方法，可获取标准模拟无法得到的自发曲率等参数，揭示了膜密度接近转变密度时的相分离与密度-曲率耦合机制及其细胞过程意义。
2025-05-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
