Spheroidal and conical shapes of ferrofluid-filled capsules in magnetic fields
本文采用数值和解析相结合的方法研究了在固定体积的均匀磁场中填充铁磁流体的软球弹性胶囊的变形。我们开发了一种基于非线性弹性形状方程的数值迭代求解策略来计算拉伸胶囊的形状数值和耦合的有限元和边界元方法来解决相应的静磁问题,并采用解析线性响应理论,近似能量最小化,细长体理论。所观察到的变形行为定性地类似于均匀磁场中的铁磁流体液滴的变形。均匀的磁场使胶囊伸长,并且在临界场强下发生从球形形状到圆锥形形状的不连续形状过渡。我们研究胶囊弹性如何修改这种滞后形状过渡。我们表明,圆锥形胶囊的形状是可能的,但涉及发散的拉伸因子的提示,这会导致真正的胶囊材料破裂。在一个细长体近似,我们发现,临界磁化率以上的圆锥形状发生的铁磁流体胶囊是相同的液滴。在小的领域胶囊保持球形,我们的特点是变形的球形胶囊的分析和数值。最后,我们确定在磁场中的拉伸过程中是否会发生球状胶囊的扭曲,以及它如何改变拉伸行为。我们发现之间的非平凡的依赖性的程度的褶皱区域和胶囊的伸长率。我们的研究结果可以帮助,以定量确定胶囊或磁流体材料的磁变形实验的性质。所有的结果也适用于弹性胶囊填充的介电液体在外部均匀电场。
2018-04-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Strong deformation of ferrofluid-filled elastic alginate capsules in inhomogenous magnetic fields
我们提出了一个新的系统的基础上藻酸盐凝胶的封装的铁磁流体滴,这使我们能够创建毫米大小的弹性胶囊,是高度可变形的不均匀磁场。我们结合实验和理论工作来表征和量化这些充满铁磁流体的胶囊的变形行为。介绍了一种利用海藻酸钠直接包埋非极性液体的新方法。极性醇分子的加入使我们能够将铁磁流体封装为单相。这种封装方法增加了封装的磁性纳米颗粒的量,导致高变形,并提供了胶囊作为致动器,开关或阀门在密闭空间如微流体装置中的可能应用。我们确定两个弹性模量的胶囊壳,杨氏模量和泊松比,通过采用两个独立的机械方法,旋转胶囊测量和胶囊压缩之间的平行板。然后,我们表明,所观察到的磁变形,可以完全理解从磁力施加在胶囊外壳上的磁流体的磁场分布和磁化特性是已知的。使用一个迭代的解决方案,耦合有限元/边界元方法的磁场计算的弹性形状方程的解决方案,我们实现理论和实验之间的定量协议变形胶囊形状使用的杨氏模量从机械表征和表面泊松比作为拟合参数。这种详细的分析证实了从机械表征的结果,即藻酸盐壳的表面泊松比接近于1,即,藻酸盐壳的变形几乎是面积守恒的。
2019-02-25 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Pendant Capsule Elastometry
我们提供了一个C/C++软件的形状分析的放气的弹性胶囊在一个悬垂胶囊的几何形状,这是基于一个弹性描述的胶囊材料作为一个准二维弹性膜壳理论。悬垂胶囊弹性测量法为弹性胶囊界面流变学研究提供了一种新的原位、非接触的方法。给定囊膜的弹性模型,悬垂囊弹性测定法通过将数值生成的轴对称形状最佳地拟合到实验图像来确定最佳弹性模量。对于放气胶囊的每个数字化图像,如果提供其未变形参考形状的另一图像,则可以确定弹性模量。在本文中,我们专注于非线性虎克弹性,因为它的低计算成本和广泛的适用性,但也讨论和实施替代本构关系。对于胡克弹性,确定杨氏表面模量(或面积压缩模量)和泊松比;对于门尼-里夫林弹性,确定里夫林模量和无量纲形状参数;对于新胡克弹性,仅确定里夫林模量,使用固定的无量纲形状参数。比较不同模型的结果,我们发现,非线性虎克弹性是足够的大多数胶囊。如果可以获得一系列图像,则可以将这些模量作为胶囊体积的函数进行评估,以根据变形历史分析滞后或老化效应。额外的反射波长测量允许用户确定弯曲模量,由此可以导出层厚度。我们通过分析几种材料来验证该方法,将结果与现有的流变测量结果进行比较,并回顾了几种应用。我们在github.com/jhegemann/opencapsule上提供GPL许可证下的软件。
2017-11-16 cond-mat.soft
Rheology of dense suspensions of elastic capsules: normal stresses, yield stress, jamming and confinement effects
我们研究了弹性胶囊的致密悬浮液的剪切流变学,以无聚集的红细胞作为生理相关的例子。粒子是非布朗运动的,并且仅通过流体动力学和短程排斥力相互作用。在悬浮液中的不同的应力机制的分析表明,粘度是由胶囊的剪切弹性,而排斥力是次要的。提供了高于临界体积分数的动态屈服应力的证据,并且与胶囊的弹性性质有关。剪切应力被发现遵循一个关键的干扰的情况下,是相当不敏感的翻滚到坦克踩踏过渡。颗粒压力和法向应力的差异显示出一定的敏感性的细胞的动态状态,并表现出特征缩放,以下的行为的一个单一的颗粒,在坦克踩踏制度。在有效介质模型方面的流体相的粘度的行为是合理的。此外,限制效应,这增加了整体的幅度和增强剪切变稀的粘度的作用,进行了讨论。
2014-05-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.med-ph
Shapes of sedimenting soft elastic capsules in a viscous fluid
通过粘性流体驱动的软弹性胶囊经历与它们的运动耦合的形状变形。我们引入一个迭代的解决方案,耦合流体动力学边界积分方法和弹性形状方程,以找到固定的轴对称形状和速度的弹性胶囊在粘性流体中移动在低雷诺数。我们使用这种方法来系统地研究动态的形状转变的胶囊与胡克拉伸和弯曲的能量和球形静止形状的重力或离心力的影响下沉降。我们发现三种类型的可能的轴对称固定形状的沉淀胶囊与固定的体积:一个伪球形的状态,梨形的状态,和屈曲的形状。胶囊形状由两个无量纲参数控制,表征弹性特性的Föppl-von-Kármán数和表征驱动力的Bond数。为了增加重力,球形转变成梨形。对于非常大的弯曲刚度(非常小的Föppl-von-Kármán数),这种过渡是不连续的形状滞后。然而,相应的过渡线终止于临界点,使得不连续过渡不存在于典型的合成胶囊的Föppl-von-Kármán数。在另一个分叉中,随着重力的增加,会出现屈曲的形状。这种类型的不稳定性对于通用合成胶囊应该是可观察到的。所有的形状分叉都可以在沉降胶囊的力-速度关系中得到解决,其中对于相同的驱动力,可以发生多达三种具有不同速度的胶囊形状。所有三种类型的可能的轴对称静止形状是稳定的,相对于在沉积过程中的旋转。
2015-09-08 cond-mat.soft
Deformation and sorting of capsules in a T-junction
我们的实验研究的运动和变形的单个胶囊运输的恒定体积流量流的低雷诺数,通过T形连接的矩形截面的通道。我们使用毫米级卵清蛋白-藻酸盐胶囊,我们独立于流动实验制造和包装。居中的胶囊以恒定速度沿直通道向下行进,导致T形接头,在那里它们减速并沿展向方向膨胀,然后转向两个相同的子通道之一。在那里,非惯性升力的作用是使它们重新居中并放松它们的形状,直到它们达到稳定的传播状态。我们发现,我们的通道几何形状内的固定大小的胶囊的动力学是由定义为粘性剪切力的比率弹性回复力的毛细管数Ca。我们通过在平行板之间将胶囊静态压缩至其初始直径的50%而不是通过封装膜的杨氏模量来量化弹性力,以考虑不同的膜厚度、预膨胀和非线性弹性形变。我们发现,在不同刚度的胶囊的T-连接的最大扩展崩溃到一个主曲线在Ca。因此,它提供了在恒定流速下胶囊的相对刚度的灵敏测量,特别是对于较软的胶囊。我们还发现,T-结可以根据其刚度来分类固定大小的胶囊,因为胶囊被夹带到子通道中的T-结中的位置唯一地取决于Ca。我们证明,T型接头可以用作分选装置,通过扩散器增强这种初始胶囊分离。
2019-06-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Swinging and tumbling of elastic capsules in shear flow
用谱方法研究了弹性微胶囊在无限剪切流场中的变形。胶囊的形状和流体动力学流场展开成光滑的基函数。基函数的导数的解析表达式允许在膜中的指定网格点处的弹性和流体动力学应力和弯曲力的评估。与采用三角剖分方案的方法相比,该方法的优点在于所得到的胶囊形状是自动平滑的,并且需要很少的模式来准确地描述变形。计算进行胶囊与球形和椭球形无应力参考形状。初始球形胶囊的小变形的结果与分析预测相一致。对于最初的椭圆形胶囊,最近的近似理论预测稳定振荡的坦克踩踏倾角,并在低剪切速率下翻滚的过渡。这两种现象也在实验中观察到。使用我们的数值方法,我们可以重现振荡和过渡到翻滚。探索了不同剪切速率和粘度比的全相图。虽然数值计算得到的相图与理论定性一致,但在我们的模拟时间内无法观察到间歇性行为。我们的研究结果表明,初始翻滚运动只是短暂的,在这个区域的相图。
2008-09-03 cond-mat.soft
Elastometry of Deflated Capsules: Elastic Moduli from Shape and Wrinkle Analysis
由附着在毛细管上的液滴或气泡制备的弹性胶囊(如悬滴张力计)可以通过毛细管的抽吸而放气。我们研究这种通缩,并表明,形状和变形特性的综合分析,使我们能够确定在原位的弹性性能。利用非线性膜壳理论导出的形状方程对膜的形状轮廓进行分析和拟合,得到膜的弹性模量、泊松比和应力分布。我们将通常在放气时形成的褶皱包括在形状分析中。测量褶皱的波长并使用计算的应力分布给出膜的弯曲刚度。我们比较这种方法与以前的方法使用拉普拉斯-杨方程和说明两个非常不同的胶囊材料的方法:聚合的十八烷基三氯硅烷(OTS)胶囊和疏水蛋白(HFBII)涂层的气泡。我们的结果与现有的流变数据一致。对于疏水蛋白包被的气泡,该方法揭示了一个有趣的非线性行为与疏水蛋白分子具有一个刚性的核心包围一个较软的外壳。
2013-09-12 cond-mat.soft
Deformation of a biconcave-discoid capsule in extensional flow and electric field
除了理解红细胞(RBC)在血流中的行为之外,双凹盘状(红细胞的经验形状)胶囊在生物流体动力学和流变学领域中有许多应用。因此,进行了详细的分析,以了解单轴拉伸流和电场的RBC和双凹盘状聚合物胶囊在轴对称制度的变形的影响。采用Stokes流的轴对称边界积分方法,以Skalak膜本构关系作为区域不可压RBC/双凹盘状囊膜的模型,数值计算了瞬态变形。当弹性能被粘性或麦克斯韦电应力克服时,观察到显著的双凹盘状到长球形的转变。此外,膜应力的意义,在变形过程中,并在稳定状态和不同的变形模式。这项研究将有助于设计一个在电场作用下的生物细胞人工系统。
2018-02-11 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Tunable Thin Elasto-Drops
PMMH, CNRS, ESPCI Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université de Paris(PMH实验室,法国国家科学研究中心,巴黎国立高等物理化工学院,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎大学)
该研究通过可调厚度和表面张力的弹性胶囊,展示了可操控的大规模弹性液滴模型,用于液滴类比的参数研究。
2026-03-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Osmotic buckling of spherical capsules
本文研究了弹性球壳在渗透压作用下的屈曲问题。我们比较我们的结果的分叉行为与结果的机械压力控制下的屈曲,也就是说,与空胶囊内部。我们发现渗透和机械屈曲的屈曲状态之间的显着差异。机械压力控制总是导致相对侧接触的完全塌陷状态,而具有单个有限凹坑的未塌陷状态对于渗透压控制是通用的。对于足够大的内部渗透剂浓度,渗透压控制在质量上类似于体积控制下的屈曲,其中体积由壳内外的渗透剂浓度规定。我们提出了一个定量的理论,它也捕捉壳的弹性渗透压和体积之间的关系的影响。这些发现是相关的屈曲形状的控制在应用中。我们展示了如何渗透浓度可以用来控制屈曲壳的体积。导出了渗透压、弹性模量与胶囊体积之间关系的精确解析式。这也允许使用弹性胶囊作为渗透压传感器或从响应于渗透压变化的形状变化推断弹性性质和内部渗透剂浓度。我们将我们的研究结果应用于已发表的实验数据。
2014-09-11 cond-mat.soft
Deformation and orientation of a capsule with viscosity contrast in linear flows: a theoretical study
Aix Marseille Univ, CNRS, CINAM(艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心,核磁共振与分子相互作用中心)
研究了具有粘性对比的胶囊在线性流中的变形与取向,通过扰动理论分析弹性响应和表面张力的影响,揭示了泰勒参数与弹性毛细数及弯曲刚度的关系。
2026-02-17 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elasticity of Interfacial Rafts of Hard Particles with Soft Shells
研究了液体界面上蛋白质单分子膜或颗粒筏的弹性模型。基于硬核软壳颗粒的微观观点,建立了一个珠-弹簧模型,并根据连续介质弹性理论进行了分析。该理论可以应用于,例如,疏水蛋白涂层的空气-水界面,或更一般地,涂有相互作用的硬核颗粒的吸附单层的液体界面。我们推导出这种颗粒筏的本构关系,并描述压缩平面液体界面的屈曲以及它们的表观泊松比。我们还使用本构关系获得形状方程的悬垂或浮力胶囊连接到毛细管,并计算这种胶囊的放气形状。与遵循通常的胡克弹性(没有硬核)的胶囊的比较揭示了硬核触发胶囊的卷曲。此外,它示出,与硬核/软壳弹性的放气胶囊的形状分析给出了表观弹性模量,可以远远高于原始值,如果假设胡克弹性。
2015-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.BM
Elasticity of polyelectrolyte multilayer microcapsules
我们提出了一种新的方法来探测多层微胶囊的弹性性能。该方法是基于原子力显微镜的胶囊的负载-变形曲线的测量。实验表明,在低施加载荷下,胶囊壳的变形是弹性的。使用膜的弹性理论,我们涉及力,变形,弹性模量,和胶囊的特征尺寸。拟合模型的预测产生的杨氏模量的下限的顺序为1-100 MPa的多层膜的,这取决于用于其溶解的模板和溶剂。这些值对应于弹性体的杨氏模量。
2003-10-23 cond-mat.soft
Elastic capsules in shear flow: Analytical solutions for constant and time-dependent shear rates
本文研究了微胶囊在线性剪切流中的动力学行为,建立了一个简化的两自由度模型。在以往的工作中,稳定的剪切流,这个模型的动态阶段,即摆动,翻滚和间歇性的行为,已被确定使用数值方法。在本文中,我们整合的准球极限运动方程的分析时间常数和时间依赖的剪切流使用匹配的渐近展开。利用这种方法,我们找到了一般含时剪切流中平均翻滚速率的解析表达式。胶囊动力学进行了更详细的研究时,逆剪切速率是谐波调制周围的一个恒定的平均值的动态相图构建。通过明智地选择调制频率和相位,即使平均剪切速率对应于摆动状态,也可以诱导翻滚运动。我们推导出谐振峰的振幅和宽度随调制频率变化的表达式。
2009-02-26 cond-mat.soft
Wrinkling of microcapsules in shear flow
弹性胶囊在外部剪切流中可以表现出短波长的扭曲。我们分析这种胶囊形状的不稳定性,并使用胶囊半径和螺旋波波长之间的长度尺度分离,以获得剪切速率的阈值和螺旋波的临界波长的分析结果。这些结果可用于从实验中推断弹性参数。
2006-01-25 cond-mat.soft
Buckling of Spherical Capsules
我们研究屈曲软弹性胶囊在负压下或胶囊体积减少。基于非线性壳理论和超弹性膜壳假设,推导了轴对称和初始球形膜壳的形状方程,并进行了数值求解。发现了丰富的分叉行为,这是在分叉图。能量优选的稳定配置推导出从最小能量的原则都规定的体积和规定的压力。我们发现,屈曲形状是积极有利的已经在较小的负压和较大的临界体积比经典屈曲不稳定性预测。通过防止自相交强烈减少体积,我们得到了一个完整的图片的屈曲过程,并可以遵循的形状从初始未变形状态通过屈曲不稳定到完全崩溃的状态。有趣的是,分叉和稳定胶囊形状的顺序不同,规定的体积和规定的压力。在屈曲状态下,我们发现压痕边缘的曲率和弯曲模量之间的关系,它可以用来确定弹性模量从实验形状分析。
2011-09-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
Spontaneous rotation and propulsion of suspended capsules in active nematics
Universidade de Lisboa(里斯本大学);University of Vienna(维也纳大学);Hiroshima University(广岛大学);Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas(巴西物理研究中心)
研究通过格子玻尔兹曼模拟探讨了弹性胶囊在二维活性凝胶中的动力学行为,揭示了胶囊形状、变形能力和缺陷动态如何协同产生软活性物质的自组织运动。
2025-10-20 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Squeezing multiple soft particles into a constriction: transition to clogging
我们数值研究如何多个可变形的胶囊挤压成一个收缩。这种情况在设计用于操纵活细胞的微流体芯片中很大程度上遇到,活细胞是软实体。采用基于格子玻尔兹曼方法的全三维模拟方法计算悬浮流体的流动,采用浸入边界方法实现流固耦合的双向耦合。用有限元法计算了囊膜的弹性力学。我们得到两个主要的状态:粒子的连续通过,和它们的阻塞,导致阻塞收缩。从一种状态到另一种状态的转变由囊的尺寸与收缩部宽度之间的比率以及囊膜的可变形性决定。发现后者增强颗粒通过较窄的收缩部,其中具有类似直径的刚性颗粒被阻挡并导致堵塞。
2021-10-25 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Hydrodynamic mobility of a solid particle nearby a spherical elastic membrane. I. Axisymmetric motion
我们使用图像解决方案的技术来计算的领先阶频率依赖的自迁移率函数的小固体颗粒垂直于表面的球形胶囊,其膜具有剪切和弯曲刚度。将我们的结果与先前获得的无限延伸的平面弹性膜的结果进行比较,我们发现膜曲率导致流动性出现一个突出的附加峰。这一峰值归因于弯曲膜的剪切阻力涉及表面法向位移的贡献,而平面膜的情况并非如此。在频率极限为零时,只有当膜具有非零的剪切阻力时,才能恢复无滑移硬球附近的粒子自迁移率。我们进一步研究胶囊运动,发现对流动性功能是完全由膜剪切性能。我们的分析预测验证完全解决边界积分模拟获得了很好的协议。
2016-12-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Impact of shear and dilational membrane viscosities on capsule shape and dynamics under shear flow: a theoretical study
Aix Marseille Univ, CNRS, CINaM(艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心,CINaM)
本理论研究聚焦剪切流下胶囊的形状与动力学,采用Kelvin-Voigt膜力学模型,结合剪切与扩张膜粘度,分析不同本构定律下的胶囊运动模式及变形规律,明确两类粘度的不同作用。
2026-10-14 cond-mat.soft
Segregation by membrane rigidity in flowing binary suspensions of elastic capsules
本文研究了在平面狭缝中受压力驱动流动的含有Neo-Hookean胶囊二元混合物的悬浮液在壁面法线方向上的空间偏析。二元混合物的两种组分具有不等的膜刚度。这个问题进行了数值研究,使用加速执行的边界积分法。各种参数的影响进行了研究,包括毛细管数,刚性比之间的两个物种,体积分数,约束比,和更多的软颗粒$X_f$在混合物中的数量分数。据观察,在纯物质的悬浮液中,刚性和柔性颗粒的平均壁法线位置是相当的。然而,在混合物中,发现刚性颗粒随着$X_f$的增加而越来越多地向壁移位,而发现软颗粒随着$X_f$的减少而越来越多地在中心线附近积聚。这种隔离的起源被追踪到的效果的数量分数$X_f$上的刚性和软颗粒在近壁区域的本地化-的概率逃逸的刚性颗粒从近壁区域的内部大大减少与增加$X_f$,而完全相反的趋势是观察到一个软颗粒与减少$X_f$。简单的模型研究涉及一个刚性和一个软粒子的异质对碰撞的机制解释了这一观察。这些研究中的关键结果是,刚性粒子经历了更大的横流位移比软粒子在非均匀碰撞。本文提出了一个统一的机制,它包括壁诱导的可变形粒子迁移和与异质和同质对碰撞相关的粒子通量。
2011-12-23 cond-mat.soft
Modelling ternary fluids in contact with elastic membranes
本文提出了一个三元流体与弹性膜相互作用的热力学自洽模型。遵循自由能建模方法,并考虑到热力学定律,我们推导出三元流体流动和膜动力学方程。我们还提供了数值框架,模拟这样的流固耦合问题。它是基于格子玻尔兹曼方法,用于解决在欧拉描述的三元流体的演化方程,耦合到浸没边界法,允许膜运动方程求解拉格朗日系统。出于验证目的,考虑了放置在流体-流体界面处的弹性胶囊的配置。系统的模拟进行了详细的比较与参考的数值结果得到的表面进化,并证明了伽利略不变性的建议模型。所提出的方法是通用的,和广泛的几何形状可以模拟。为了证明这一点,在这里研究两个可变形胶囊之间形成的毛细管桥的问题。
2019-05-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Micro-Capsules in Shear Flow
本文研究了弹性胶囊的流动诱导形状转变。从动态诱导的初始球形胶囊的小变形和聚合膜上皱纹的形成出发,简要回顾了有关理论和实验的最新进展。最初的非球形胶囊显示翻滚和坦克踩踏运动在剪切流。假设一个固定的形状,这两种类型的运动之间的过渡的理论描述是在与数值获得的完整的胶囊动力学的差异。为了解决这种差异,我们扩展了小变形的精确运动方程,发现形状变化起着主导作用。我们分类的动态相变,并获得作为粘度对比度,剪切和拉伸流速的函数的相边界的数值和分析结果。我们的结论与时间相关的流动的角度,剪切引起的表面解绑,热波动的作用,并应用随机热力学的概念,这些系统。
2010-04-27 cond-mat.soft
Red blood cells and other non-spherical capsules in shear flow: oscillatory dynamics and the tank-treading-to-tumbling transition
我们考虑红细胞和其他非球形微胶囊稀悬浮在一个简单的剪切流的运动。我们的分析表明,取决于粘度,膜的弹性,几何形状和剪切速率,颗粒表现出翻滚,坦克踩踏的膜的粘性内部与周期性振荡的取向角,或间歇性的行为,其中两种模式交替发生。对于红细胞,我们计算出完整的相图,并确定了一个新的坦克踩踏翻滚过渡在低剪切速率。对这种运动的观测加上我们的理论框架,可能会提供一种评估胶囊特性的敏感手段。
2006-05-26 cond-mat.soft
Structure and rheology of suspensions of spherical strain-hardening capsules
我们研究了加工硬化球形胶囊的流变学,从稀到浓的制度下的约束剪切流,使用三维数值模拟。我们考虑了毛细管数、体积分数和膜不可伸展性对颗粒变形和有效悬浮粘度以及悬浮液法向应力差的影响。悬浮液显示剪切稀化行为,这是软颗粒如乳液液滴、囊泡、应变软化胶囊和红细胞的特征。我们发现,膜的不可伸展性对流变性起着重要的作用,几乎可以抑制剪切变稀。对于浓悬浮液的膜的不可扩展性上的正常应力差的非单调依赖性被观察到,反映了类似的行为的颗粒形状。相反,有效悬浮液粘度增长并最终饱和,达到非常大的不可扩展性,接近固体颗粒极限。从本质上讲,我们的研究结果表明,加工硬化胶囊共享的流变学特性取决于面积膨胀剪切弹性模量的比例与软颗粒和固体颗粒。此外,悬浮液粘度表现出一个普遍的行为,由毛细管数和膜的不可扩展性所定义的参数空间,当引入颗粒的几何形状的变化在稳态的体积分数的定义。
2020-11-06 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Plasmonic elastic capsules as colorimetric reversible pH-microsensors
本文提出将等离子体金纳米粒子与pH响应薄壳结合制成“等离子体胶囊”,利用pH变化引起的溶胀或收缩改变金纳米粒子间距,实现宽pH范围内可逆、可重复使用的比色微传感器,并验证其可用于检测细菌生长。
2019-09-23 cond-mat.soft physics.app-ph
Robust fabrication of ultra-soft tunable PDMS microcapsules as a biomimetic model for red blood cells
The University of Manchester(曼彻斯特大学)
本研究利用三维嵌套玻璃毛细管装置稳健制备单分散可调超软PDMS微胶囊,经渗透收缩后可仿生红细胞的流动变形特性,为微血流动力学研究提供工具,也可拓展应用于其他领域。
2023-02-21 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Numerical Model for the Deformation of Nucleated Cells by Optical Stretchers
在本文中,我们试图通过单个半导体激光棒光学拉伸器来模拟有核细胞的变形。我们采用最近开发的计算模型,动态光线跟踪方法,以确定所施加的光学力对胶囊封装不同的光学特性的核引起的应力分布。这些力是形状依赖的,并且可以使真实的非刚性物体变形;从而导致随着细胞和细胞核变形而动态变化的光学应力分布。中国仓鼠卵巢细胞是生物医学界感兴趣的常见生物细胞,因为它们用于重组蛋白治疗,并且是有核细胞的实例。为此,我们将中国仓鼠卵巢细胞建模为两个三维弹性胶囊,其内部胶囊大小可变,浸入流体中,使用浸没边界法计算水动力。我们的研究结果表明,细胞核的存在对细胞表面的力分布和净变形有重大影响。散射和梯度力的报告,为不同的核尺寸和细胞变形上的核尺寸的影响进行了讨论。
2015-01-15 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB