Effect of a Microscopic Roughness on Biological Adhesion of a Spherical Capsule
通过计算机模拟，这项工作解决了可变形的球形胶囊粘附到由周期性阵列的支柱组成的微粗糙表面。根据微浮雕形貌，已经观察到三种不同的粘附状态：1）弱粘附而没有膜的变形（fakir状态）; 2）强粘附，具有胶囊膜的变形并结合到底壁（嵌套或接触状态）; 3）通过微柱刺穿胶囊。已经发现，周期性的微浮雕意味着胶囊在粗糙表面上的有利定位。
2018-10-06 cond-mat.soft physics.bio-ph
Two comments on adhesion
粘附悖论是指观察到，对于大多数固体物体，当它们脱离分子接触状态时，没有粘附力可以检测到。粘附悖论的结果从表面粗糙度，我们目前的实验和理论结果表明，粘附在大多数情况下是“杀死”的最长波长的粗糙度。进行了人手指和清洁玻璃板之间的粘附实验，并且对于干燥手指，没有发生宏观粘附。我们认为，所观察到的接触面积随着剪切力的增加而减少，这是由于非粘性手指玻璃接触力学，涉及复杂的层状材料的大变形。
2020-07-06 cond-mat.soft
Crack-front model for adhesion of soft elastic spheres with chemical heterogeneity
粘附滞后可由表面粗糙度或化学不均匀性引发的弹性不稳定性引起。然而，这些不稳定性在粘附滞后的作用仍然知之甚少，因为我们缺乏理论和数值模型占现实的粗糙度。我们的工作重点是低粗糙度或弱异质性的软弹性球的粘附，压痕过程可以描述为一个近似圆形的外部裂纹的格里菲斯式传播。我们讨论了如何描述接触的领域与化学异质性，导致波动的本地工作的粘附。我们引入了一个变分的一阶裂纹扰动模型，并验证我们的方法使用边界元模拟。裂纹扰动模型忠实地预测接触形状和滞后力穿透曲线，只要接触周长保持接近一个圆，接触区域是简单连接的。计算上，裂纹扰动模型是数量级更有效的比相应的边界元制剂，允许现实的异质性领域。此外，我们的裂纹前制定澄清连接的粘附滞后的经典理论钉扎的弹性线。
2021-08-15 cond-mat.soft
A mechanistic model for the growth of cylindrical debris particles in the presence of adhesion
在摩擦过程中，磨损量会不断增加，Archard提出了一个模型来描述两体接触结构中微凸体碰撞时磨粒形成的概率。虽然该模型主要用于磨损研究，但表面之间捕获的磨损碎屑的存在将系统从过程的早期阶段改变为三体接触配置。在这样的构造中，在捕获的碎片和滑动体之间的界面处产生显著量的磨损。在这里，依靠分析模型，我们开发了一个框架，描述了在颗粒表面界面的三体结构中的裂纹生长。然后，我们表明，裂纹生长有利于滑动面内，而不是在碎片颗粒，并测试这样的结果通过数值模拟与相场方法断裂。这导致磨损体积的增加和碎片颗粒的积聚，而不是其分解。附着力的影响，摩擦系数，以及所施加的全球切向力和法向力的比率也进行了研究。
2020-03-12 cond-mat.soft
Inter-particle adhesion regulates the surface roughness of growing dense three-dimensional active particle aggregates
活动和自生运动是在许多生命和非生命系统中观察到的基本特征。鉴于颗粒间的粘附力是已知的，以调节颗粒动力学，我们研究如何粘附强度控制的边界生长和粗糙度在一个活跃的颗粒聚集。使用基于粒子的模拟，结合活动（出生，死亡和生长）和系统的物理相互作用（弹性和粘附），我们建立了粒子间粘附强度（$f^{ad}$）控制的表面粗糙度的密集堆积的三维（3D）活性粒子聚集体扩展到一个高粘度的介质。我们发现，3D活性颗粒聚集体的表面粗糙度与颗粒间粘附强度$f^{ad}$成比例地增加。我们发现，在径向和切向的活性颗粒均方位移（MSD）的不对称性抑制3D表面粗糙度在较低的粘附强度。通过分析颗粒位移的统计特性在聚集体外围，我们确定的3D表面粗糙度是由活性颗粒的运动向核心在高颗粒间的粘附强度。我们的研究结果阐明了物理控制粘性3D活性颗粒集体膨胀成一个高粘性介质，与理解随机界面生长的影响活性物质系统，其特征在于自生粒子通量。
2021-03-28 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
On roughness-induced adhesion enhancement
虽然由于粗糙度引起的粘附力降低并不令人惊讶，但粗糙度引起的粘附力仍然是一个谜，直到最近Guduru和同事们已经展示了一种非常令人信服的机制来解释具有同心单尺度波度的球体中强度和韧性的增加。Kesari和他的同事后来证明了Guduru解的一些非常优雅方便的渐近展开式。这种增强非常高，事实上，使用Kesari的解决方案，这里表明它唯一地依赖于正弦接触粘附的约翰逊参数。然而，与直觉相反，它会导致无界增强的条件下，约翰逊参数是非常低的大粗糙度。Guduru假设，这种增强应该发生在足够大的压力已经施加到任何球形接触。此外，虽然增强仅限于具有高粘附力的大型软材料的JKR制度，但发现光滑球体的DMT极限。然而，对于硬质材料，即使是光滑固体的DMT极限也很难观察到，这表明还没有很好地理解粘附力的降低。简单连通区域的假设的局限性在这里进一步讨论，和一个众所周知的模型，硬颗粒接触粗糙的平面由于Rumpf被用来表明，在无界增加的范围内预测，数量级减少，而不是预期刚性固体。我们认为，Guduru的模型可能接近一个上限的粗糙体的粘附，而Rumpf-Rabinovich模型可能接近一个下限。
2016-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hard-material Adhesion: Which Scales of Roughness Matter?
表面形貌强烈地改变硬材料接触的粘附性，然而真实表面的粗糙度通常存在于许多长度尺度上。这项研究的目的是确定哪些尺度的地形有最强的影响，宏观粘附。附着力测量技术相关的金刚石涂层的不同粗糙度使用球形红宝石探针，是足够大的（$0.5$ -mm直径）采样所有长度尺度的地形。对于每种材料，进行了多次$2000$拔出力测量，以研究粘附的大小和统计分布。使用球接触模型，测量了粗糙度相关的粘附功的有效值，范围从$0.08$到$7.15$ mJ/m $^2$跨越四个表面。使用数值分析更准确地拟合数据，其中在所有接触表面的AFM测量的形貌上整合相互作用势。这些计算表明，考虑材料中的纳米级塑性对于测量的良好定量拟合至关重要，并且在测试后用探针的AFM测量证实了这种塑性的存在。该分析能够提取几何无关的材料参数;确定红宝石和金刚石之间的粘附的本征功为$46.3$ mJ/m $^2$。粘附的范围是$5.6$ nm，这是比通常假设的原子相互作用，但与其他最近的调查。最后，对相同的表面重复进行数值分析，但这次包括或过滤了不同长度尺度的粗糙度。结果表明，$43$ nm和$1.8$ nm之间的横向尺寸的长度尺度的临界带，其对这些硬的粗糙接触的总粘附力具有最强的影响。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disentangling the roles of roughness, friction and adhesion in discontinuous shear thickening by means of thermo-responsive particles
胶体或颗粒状颗粒的稠密悬浮液可以显示出明显的非牛顿行为，例如不连续剪切增稠（DST）和剪切堵塞（SJ）。颗粒表面粗糙度和粘附力的重要贡献证实了应力激活接触可以在这些现象中发挥关键作用。通过采用由响应性聚合物涂覆的微粒系统，允许摩擦、粘附和表面粗糙度作为温度的函数被选择性地和独立地调谐，我们提供了一种解开这些贡献的方法。我们发现，DST发生在较低的剪切速率时，颗粒之间的摩擦力和粘附力在高温下增强。此外，温度响应性聚合物在低温下提供润滑性，这可以掩盖表面粗糙度。通过侧向力显微镜，揭示了流变学相关的接触条件的性质，阐明了单颗粒性能和宏观流变学之间的联系。剪切过程中的原位温度调节允许修改接触条件，并根据需要打开和关闭DST。这些发现加强了我们对影响DST的微观参数的理解，并为智能非牛顿流体的设计确定了新的途径。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Segregation of receptor-ligand complexes in cell adhesion zones: Phase diagrams and role of thermal membrane roughness
免疫细胞的粘附区，即“免疫突触”，具有受体-配体复合物的特征结构域。结构域的形成可能是由受体-配体复合物的长度差异引起的，并且已经在T细胞粘附到具有锚定配体的支撑膜的实验中进行了研究。对于具有结合细胞膜中受体TCR和LFA 1的两种类型的锚定配体MHCp和ICAM 1的支撑膜，已经观察到在宽范围的配体浓度和亲和力下细胞粘附区中TCR-MHCp和LFA 1-ICAM 1复合物的结构域的共存。对于支持膜与长和短的配体结合到相同的细胞受体CD 2，相反，域共存已观察到一个相当窄的配体浓度比。在这篇文章中，我们确定了详细的相图细胞粘附支持膜与细胞粘附的物理模型。我们发现了一个特性的差异之间的粘附场景中，两种类型的配体在支持膜结合（i）相同的细胞受体或（ii）两种不同的细胞受体，这有助于解释实验观察。我们的相图完全包括纳米尺度上的细胞膜的热形状波动，这导致域形成的临界点和受体和配体的合作结合。
2010-07-22 cond-mat.soft q-bio.SC
Capillary adhesion between elastic solids with randomly rough surfaces
本文研究了两个具有随机粗糙表面的弹性固体之间的接触面积和粘附功与相对湿度的关系。假设表面是亲水的，并且在固体之间的界面处形成毛细桥。对于具有相对光滑表面的弹性硬固体，当刚好有足够的液体填充固体之间的界面空间时，实际接触面积以及因此滑动摩擦最大，这通常发生在$d_{\rm K} \approx 3 h_{\rm rms}$中，其中$d_{\rm K}$是毛细管桥的高度，而$h_{\rm rms}$是（组合）表面粗糙度轮廓的均方根粗糙度。对于弹性软固体，实际接触面积在非常低的湿度下最大（即，小$d_{\rm K}$），其中毛细管桥能够将固体拉至几乎完全接触。在这两种情况下，当$d_{\rm K} >> h_{\rm rms}$对应于高相对湿度时，粘附功最大（并且等于$2γ{\rm cos}θ$，其中$γ$是液体表面张力，$θ$是液-固接触角）。
2008-05-06 cond-mat.soft
Why soft contacts are stickier when breaking than when making them
本研究通过裂纹扰动模型和实验证明，即使无接触老化或粘弹性，表面粗糙度也能在完全弹性接触中引发粘附滞后，揭示接触周长的粘滑不连续跳跃，并定量重现实验滞后，解释软材料粘附的普遍性。
2023-07-26 cond-mat.soft
Angle-independent optimal adhesion in plane peeling of thin elastic films at large surface roughnesses
弹性薄膜从基体上的剥离是力学中的经典问题。然而，迄今为止，关于该主题的许多研究都集中在从具有平坦表面的基板上剥离。本文研究了从具有周期性表面起伏的刚性基底上剥离弹性薄膜的问题。我们允许膜的分离部分与基底之间的接触。我们给出了分析结果，用于计算的平衡力给定的真实剥离角，这是在分离的部分膜离开基板的角度。当没有接触时，我们提出了明确的结果，用于计算从衬底的轮廓的真实剥离角和用于确定平衡状态的稳定性仅从衬底的表面曲率。一般的结果，我们得出的情况下，涉及接触，使我们能够探索制度的剥离在大表面粗糙度。我们的分析表明，这种制度的剥离力可以成为独立的剥离方向粗糙化的表面。该结果与在平坦表面上剥离的结果形成鲜明对比，在平坦表面上剥离力强烈地取决于剥离方向。我们的分析还表明，在大粗糙度制度的剥离力达到其理论上限，而不管基板的表面轮廓的其他细节。
2020-04-16 cond-mat.soft physics.app-ph
Adhesive wear regimes on rough surfaces and interaction of micro-contacts
我们开发了一个分析模型的两个无润滑粗糙表面之间的粘着磨损，在正常的负载下形成微接触。该模型基于能量平衡和裂纹萌生准则。我们应用该模型的问题，自仿射粗糙表面法向载荷下，我们解决了使用边界元法。我们讨论了如何自亲和的表面粗糙度，和复杂的形态的微接触，出现一个给定的接触压力，挑战接触结的定义。事实上，在粘着磨损的背景下，我们表明附近微接触之间的弹性相互作用可能导致磨损颗粒，其体积包围这些微接触的凸包。因此，我们得到一个磨损图描述的瞬时产生的磨损量作为材料性能，粗糙度参数和负载条件的函数。在磨损图中可以识别出三种不同的磨损状态。特别是，该模型预测出现一个严重的磨损制度以上的临界接触压力，微接触之间的相互作用是有利的。
2021-07-30 cond-mat.soft
Loading-unloading hysteresis loop of randomly rough adhesive contacts
本文研究了软固体与随机粗糙面粘附接触时的加载和卸载行为。粗糙度被假定为描述一个自仿射分形波矢量的有限范围内。谱方法被用来生成这样的随机粗糙表面。对结果进行统计平均，计算的接触面积和施加的载荷显示为加载和卸载条件下贯入度的函数。我们发现，结合的粘附力和粗糙度导致滞后加载-卸载循环。这表明，能量可以简单地作为粗糙度和范德华力的结果而损失，因为在这种情况下，存在大量的局部能量极小值，并且系统可能被困在亚稳态中。我们数值量化的滞后损失和评估的表面统计特性和能量的粘附上的滞后过程的影响。
2016-04-29 cond-mat.soft
A multiscale Molecular Dynamics approach to Contact Mechanics
弹性体之间的摩擦力和粘附力受接触表面粗糙度的强烈影响。在这里，我们开发了接触力学的多尺度分子动力学方法，当表面在许多不同的长度尺度上具有粗糙度时，也可以使用该方法，例如，自仿射分形曲面。作为一个例子，我们考虑了随机粗糙表面之间的接触，并表明，接触面积线性变化的负载小。我们还分析了接触形态和压力分布在不同的放大倍数，无论有没有粘附。计算结果与基于连续介质力学的分析接触力学模型进行了比较。
2006-01-05 cond-mat.soft
Depth-dependent hysteresis in adhesive elastic contacts at large surface roughness
接触力-压痕深度测量在接触实验涉及顺应性材料，如聚合物和凝胶，显示滞后回线的大小取决于最大压痕深度。这种深度相关的滞后（DDH）是不能用经典的接触力学理论解释，被认为是由于材料的粘弹性，塑性，表面聚合物交错，和水分等的影响，它已被观察到，DDH的能量损失最初增加，然后减少与粗糙度。一位作者提出了一个力学模型的基础上发生的粘附和粗糙度相关的小尺度不稳定性来解释DDH。然而，该模型仅适用于无限小的表面粗糙度的制度，因此，它不捕捉在大粗糙度制度的能量损失与表面粗糙度的减少。基于Maugis-Dugdale的弹性粘附接触理论和Nayak的粗糙表面理论，提出了一种适用于大表面粗糙度区域的新的力学模型。该模型捕捉的趋势，减少能量损失的粗糙度增加。它还捕捉实验观察到的能量损失的最大压痕深度，材料和表面特性的依赖关系。
2018-03-20 cond-mat.soft
Rate-dependent adhesion of viscoelastic contacts. Part II: numerical model and hysteresis dissipation
本文提出了一个数值模型来描述刚性球形压头与粘弹性粗糙基底之间的粘附法向接触。该模型考虑耗散过程的假设下，粘弹性损失是本地化的（微）接触线。数值预测，然后与实验测量结果进行比较，这表明一个强大的粘附滞后主要是由于粘性能量耗散发生在拉脱。这种滞后是令人满意的接触模型，它允许区分由于材料耗散的能量损失，由于弹性不稳定的粘附滞后。我们的分析表明，分离表面所需的拉脱力受到分离速率和均方根粗糙度振幅的强烈影响，但几乎不受卸载开始的最大载荷的影响。此外，从光滑接触到粗糙接触时观察到的分离接触和非接触区域的边界线的增加对粘性耗散的影响可以忽略不计。这种增加远不如接触面积的减小显著，因此接触面积的减小是控制有效表面能强烈减小的主要参数。
2020-12-14 cond-mat.soft
An approximate model for the adhesive contact of rough viscoelastic surfaces
已知表面粗糙度容易抑制弹性表面的粘附。在这里，一个简单的模型接触的\emph{viscoelastic}粗糙表面的显着水平的粘附力。这种方法是从我们以前的模型[E. Barthel和G. Haiat {\em Langmuir}，18 9362 2002]，用于粘弹性球体的粘合剂接触。为了简单起见，假设一个简单的加载/卸载历史（无限快加载和恒定的拔出速度）。该模型提供了粗糙度响应的近似解析表达式，并表现出完整的粘弹性粘合剂接触现象，如接触区内的应力松弛和接触边缘的蠕变。结合这个模型与粗糙表面的格林伍德-威廉姆森统计建模，我们提出了一个定量评估的粘附粗糙粘弹性表面。我们发现，适度的粘弹性有效地恢复在一个很宽的动态范围内的粗糙表面上的附着力。
2007-09-05 cond-mat.soft
On Pastewka & Robbins' criterion for macroscopic adhesion of rough surfaces
Pastewka & Robbins（PNAS，111（9），3298-3303，2014）最近提出了一个区分两个表面何时粘在一起的标准，并提出它与粗糙理论存在很大的冲突。结果表明，当带宽α较小时，它们的准则与Fuller和Tabor粗糙模型的准则非常接近，但在其它情况下，粗糙度的均方根幅值减小了一个因子Sqrt（α）。因此，这意味着任何粗糙表面的粘性与去除了粗糙度的几乎所有波长分量（除了非常精细的波长分量）的表面的粘性相同，这可能是违反直觉的。因此，如果得到证实，结果非常有趣。可能的来源的近似值，并发现一个显着的错误，在绘制的拉脱数据，这可能会提高与富勒和塔博尔的配合。然而，在他们自己的标准和基于粗糙度的标准似乎都表明无粘性的情况下，他们仍然显示出有限的拉脱值，并且在这些方面的结果是不确定的。
2016-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A new finite element paradigm to solve contact problems with roughness
本文提出一种基于MPJR界面有限元的计算方法，用于模拟含粗糙表面的接触问题，可处理3D高度场及非线性本构关系，有效解决传统BEM和FEM难以模拟的非线性接触问题，在摩擦学领域具有广阔前景。
2022-04-27 cond-mat.soft
When are rough surfaces sticky?
在分子尺度上，表面之间存在强烈的吸引相互作用，但很少有宏观表面是粘性的。广泛的模拟接触的粘合剂表面的粗糙度在纳米到微米尺度上被用来确定粗糙度如何减少原子接触的区域，从而削弱粘附力。材料特性、粘合强度和粗糙度参数按数量级变化。在所有情况下，原子接触面积与负载呈线性上升，并且对于弱相互作用，前因子与粘合强度呈线性上升。在阈值粘合强度以上，前因子改变符号，表面变粘并且需要有限的力来分离它们。一个无参数的分析理论，描述了这些数值结果的变化超过五个数量级的负载。它将阈值强度与粗糙度和材料性质联系起来，解释了为什么大多数宏观表面不粘。数值结果是定性和定量的不一致与经典理论的基础上的Greenwood-Williamson方法，忽略了范围内的粘附力，不包括粗糙的相互作用。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Influence of anisotropic surface roughness on lubricated rubber friction with application to hydraulic seals
机器元件和机械部件通常具有具有各向异性粗糙度的表面，这可能是由机加工过程（例如磨削）或磨损造成的。因此，重要的是要了解表面粗糙度各向异性如何影响接触力学性能，如摩擦和界面分离，这是重要的润滑接触。在这里，我们扩展和应用多尺度平均场模型之间的润滑软（如橡胶）弹性固体和刚性的对立面的接触。我们考虑具有各向异性表面粗糙度的表面，并讨论流体流动因子和摩擦因子如何依赖于粗糙度。我们提出了一个实验研究的润滑滑动接触之间的丁腈橡胶O型圈和钢表面具有不同类型的各向同性和各向异性的表面粗糙度。实验结果和理论预测之间的定量比较表明，多尺度润滑机制是准确的理论捕捉。
2017-04-06 cond-mat.soft
On stickiness of multiscale randomly rough surfaces
我们推导出一个非常简单和有效的粘性固体具有随机粗糙度的标准，使用一个新的渐近理论，我们验证与Ewesson和Scaraggi和独立的数值实验。先前声称粘性可能取决于小尺度量，如均方根斜率和/或曲率，通过对接触面积几何形状进行过度简化的假设获得，这在很大程度上是不正确的，因为短波长下粗糙度PSD光谱的截断是不相关的。我们发现粘性通常在粗糙度振幅比吸引力的范围大三个数量级时被破坏。与后者的典型纳米值，该标准给出了理由定性众所周知的经验Dalhquist标准的粘性，要求胶粘剂具有低于约1 MPa的弹性模量。结果澄清了一个在科学和技术领域都存在争议的问题，并可作为更好地理解粗糙度作用的基准。
2018-10-25 cond-mat.soft
The intertwined roles of particle shape and surface roughness in controlling the shear strength of a granular material
单个颗粒的形状和它们的表面性质都有助于颗粒材料在剪切下的强度。在这里，我们展示了这两个方面可以交织在一起的程度。在对3D打印的凸透镜形状颗粒组装的实验中，我们测量了重复压缩载荷下的应力-应变响应，发现与其他颗粒形状相比，聚集体的剪切强度迅速下降。我们用X射线计算机断层成像和高分辨率表面计量学的$μ$ m尺度探测颗粒材料，以寻找退化的原因。我们发现，由于累积变形的磨损平滑的镜头表面在一个受控的和系统的方式，相关的组件作为一个整体观察到的剪切强度的显着损失。透镜对表面特性变化的敏感性与3D打印四面体和球体组件的结果形成对比，在相同的负载循环下，发现其强度仅略有下降。该案例研究提供了深入了解颗粒形状，表面磨损和整体材料响应之间的关系，并提出了新的策略，当设计一种颗粒状材料时，在反复变形下具有所需的性能演变。
2019-06-24 cond-mat.soft
Morphology of soft and slippery contact via fluid drainage
软质材料在流体中的接触形成过程伴随着流体的排出和弹性形变。因此，控制润滑压力和弹性之间的耦合提供了设计对湿表面或浸水表面具有可逆和动态粘附的材料的策略。我们的特点是弹性形变的纳米级粗糙度的软涂层，因为它的方法和接触的刚性表面在流体环境中。在接近过程中的润滑压力引起弹性形变并防止接触形成。我们观察到的变形配置文件是显着不同的弹性半空间时，所观察到的软涂层的厚度是可比的流体动力学半径。相比之下，我们表明，表面粗糙度有利于流体排水不改变的弹性形变。因此，弹性和滑动（由表面粗糙度引起）之间的耦合可能导致接触区域中的截留流体袋。
2018-09-28 cond-mat.soft
Adhesion of membranes via receptor-ligand complexes: Domain formation, binding cooperativity, and active processes
细胞膜通过锚定的受体和配体分子相互作用。关于细胞粘附的中心问题涉及这些膜锚定分子的结合亲和力，导致在粘附过程中观察到的受体-配体结构域的机制，以及细胞骨架和其他活性过程的作用。在这篇综述中，这些问题从理论的角度来解决。我们专注于模型中的膜被描述为弹性片，和锚定分子的受体和配体。在这些模型中，纳米尺度上的热膜粗糙度导致锚定受体和配体分子的合作结合，因为受体-配体结合使膜平滑并促进额外键的形成。在蒙特卡罗模拟中观察到的受体结构域的模式指向细胞粘附中自发和主动过程的联合作用。由受体和配体分子介导的相互作用可以通过取决于分子的浓度和结合能的有效膜粘附电位来表征。
2009-06-09 cond-mat.soft q-bio.SC
Flash temperature in sliding contacts: comparing theory with experiments
Peter Grünberg Institute (PGI-1), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室）；MultiscaleConsulting（多尺度咨询公司）
研究滑动接触中接触区域温度升高对摩擦和磨损的影响，通过比较理论预测与实验结果验证了理论的准确性。
2026-04-17 cond-mat.soft
Roughness-controlled Tribocharging Governs Friction in Dry Glass Contacts
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Van’t Hoff Institute for Molecular Sciences（范特霍夫分子科学研究所）；Advanced Research Center for Nanolithography (ARCNL)（先进纳米光刻研究中心）
通过实验证明，在干燥玻璃接触中，增加纳米尺度粗糙度可通过抑制摩擦电粘附来降低摩擦，颠覆了粗糙度增强摩擦的传统观念。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A reduction-to-absurdity approach using absolutely smooth solid surfaces to unveil the origins of wetting
接触角滞后和动力学角的产生是接触角偏离平衡态的两个基本现象。固体表面的粗糙度、薄膜中的分离压力以及液固间的粘附力都被认为是产生这种现象的原因。本文首次在超大规模分子动力学模拟中采用了绝对光滑的固体表面。结果表明，在绝对光滑的表面上，平衡角建立得很好，几乎是规则的，而滞后和动态角消失。用于推进接触线的凸纳米弯曲的关键结构也消失了。相反，由原子组成的固体，即使在最小的粗糙度下，也会带来显著的角度偏差和凸纳米弯曲。使用最先进的氦离子显微镜首次进一步进行了3D观察，揭示了原子级光滑表面上沿接触线的无处不在的纳米级变形。结果回答的角度偏差的起源问题，滞后和动态角度可以统一起源于摩擦，无论是静态或动态的;并在同一时间解决的难题滞后存在于报告的光滑表面，表明即使是最小的，即原子粗糙度是足够大的接触线上是有效的。这一结果与忽略粗糙度的分离压力理论相反，该理论预言了在绝对光滑固体上会出现滞后现象。
2019-01-15 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
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
Understanding Interfacial Ice Premelting: Structure, Adhesion and Nucleation
Maria Curie-Sklodowska University in Lublin（卢布林玛丽亚·居里-斯克沃多夫斯卡大学）
通过计算机模拟研究不同亲水性基底上冰界面预融化层的厚度和结构，揭示预融化行为与温度、压力的关系，并探讨其对异质冰成核的影响。
2024-10-29 cond-mat.soft physics.app-ph physics.chem-ph
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
Sliding or Rolling? Characterizing single-particle contacts
本文利用胶体探针原子力显微镜同步测量微粒接触中的法向、切向力及滑动、滚动，揭示粗糙度与黏附对滚动摩擦和流变行为的微观影响。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Lift induced by slip inhomogeneities in lubricated contacts
润滑力在很大程度上取决于相互作用表面的弹性、质地、电荷、化学性质和温度。因此，通过适当地设计表面特性，我们可以调整润滑力，以减少滑动表面之间的摩擦、粘附和磨损，或控制相互作用的颗粒的排斥、组装和碰撞。在这里，我们表明，滑动的接触表面之一的变化引起的升力。我们证明了这种力的后果的流动性的圆柱体附近的墙壁和显示出现的粒子振荡和迁移，否则不会发生在Stokes流region.Our研究的影响，了解不均匀的生物界面如何与他们的环境相互作用，它也揭示了一种新的方法图案化的表面控制附近的粒子的运动。
2020-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Efficient dispersal of submicron solid particles for stratospheric aerosol injection
Stardust Labs（星尘实验室）；Faculty of Aerospace Engineering, Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院航空航天工程学院）；Department of Chemistry and Biochemistry, University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学系）
通过实验证明，对球形无定形二氧化硅颗粒进行疏水表面处理并结合气动分散，可显著提高亚微米颗粒的分散效率，为平流层气溶胶注入提供可行方案。
2026-05-15 cond-mat.soft physics.app-ph
