Lateral diffusion of receptor-ligand bonds in membrane adhesion zones: Effect of thermal membrane roughness
细胞的粘附是由膜受体介导的，所述膜受体结合到并列细胞膜中的互补配体。通常认为，膜-膜粘附区中的移动受体-配体键的侧向扩散比未结合的受体和配体的扩散慢。我们发现，这种放缓不仅是由结合的受体-配体复合物的较大尺寸，但也由膜形状的热波动。我们将两个粘附的膜模拟为通过受体-配体键固定在一起的弹性片，并使用蒙特卡罗模拟研究键的扩散。在我们的模型中，波动减少键扩散常数在平面膜中的一个因素接近2的生物相关制度的小键浓度。
2007-03-19 cond-mat.soft
Peeling-Induced Rolling and Heterogeneous Adhesion in Blistered Films
Syracuse University（雪城大学）；Cornell University（康奈尔大学）
研究揭示了起泡薄膜在剥离过程中引发自发滚动的机制，通过动态接触历史调控粘附力的空间分布，实现异质粘附。
2025-12-21 cond-mat.soft
Adhesion-induced phase separation of multiple species of membrane junctions
提出了一种理论的膜连接分离诱导的两个仿生膜，包含两种不同类型的锚定连接（受体/配体复合物）之间的粘附。分析表明，几种机制有助于膜连接分离。这些机制包括（i）1型和2型连接之间的高度差是驱动连接分离的主要因素，（ii）当1型和2型连接具有不同的抗拉伸和压缩的刚度时，“较软”的连接是“受欢迎”的种类，并且可发生较软连接的聚集，（iii）膜的弹性介导结之间的非局部相互作用，（iv）膜的热激活形状波动也通过诱导结之间的另一非局部相互作用和重新归一化结的结合能而有助于结分离。这些机制的组合效果是，当结分离发生时，系统分离成具有不同的相对和总结密度的两个域。
2002-10-18 cond-mat.soft
Contact lines for fluid surface adhesion
当流体表面粘附到基底上时，接触线的位置进行调整，以使总能量最小化。这种附着力平衡意味着边界条件取决于特征表面变形能。我们开发了一个一般的几何框架内，这些条件可以系统地推导出来。我们治疗的刚性基板的粘附以及两个流体表面之间的粘附，并说明我们的一般结果几个重要的哈密顿涉及曲率和曲率梯度。其中一些以前已经使用非常不同的技术进行了研究，另一些则是我们所知的新技术。在我们的方法中变得清楚的是，除了毛细现象，这些边界条件不是局部力平衡的表现，即使表面应力的概念被适当地推广。包含高阶表面导数的哈密顿算子不仅对边界平移敏感，而且还注意到斜率甚至曲率的变化。相应的追加贡献的必要性和功能形式，都可以从我们的论述中轻易地得出。
2007-03-01 cond-mat.soft
A threshold-force model for adhesion and mode I fracture
我们研究了基于阈值力的模型在微观尺度和模式I断裂在宏观尺度上的离散相互作用弹簧系统之间的关系。具体来说，我们理想化的两个表面之间的接触，作为一个刚性的表面和一个长期的相互作用和一个恒定的拉伸阈值力的弹簧之间的集合。我们表明，一个特殊的缩放类似于线弹性断裂力学中的裂纹尖端应力导致宏观极限行为。该模型还再现了粘附接触的JKR模型的标度行为。我们确定如何阈值力取决于材料的断裂能和弹性性能。该模型可用于研究粗糙表面的粘附。
2016-06-10 cond-mat.soft
Intermolecular adhesion in conducting polymers
我们分析了两个导电的，带电的聚合物链在溶液中的相互作用，使用极小模型为他们的电子自由度。我们表明，交叉的两个链中的聚合物通过彼此的角度内导致的组合系统的电子能量的减少，这是显着大于的热能，从而促进链间聚集。我们认为这种有吸引力的相互作用与屏蔽静电排斥的竞争，从而提出了这样的聚合物在溶液中的相图;取决于电荷密度和持久性长度的链，聚合物可能是未绑定的，绑定在松散的，编织状的结构，或紧密绑定在一个平行的配置。
2004-04-05 cond-mat.soft
Wetting and phase separation in soft adhesion
在经典的固体粘附理论中，表面能驱动变形以增加接触面积，而体弹性则与之相反。最近，固体表面应力也被证明在抵抗软材料变形方面起着重要作用。这表明软粘附中的接触线应模仿液滴的接触线，接触角由表面张力决定。与此假设一致，我们观察到的接触角的刚性二氧化硅球，这取决于表面功能化，但不是球的大小上的软硅胶基板。然而，为了满足这种润湿条件而没有发散的弹性应力，凝胶在接触线附近与其溶剂分离。这产生了四相接触区，其中两个额外的接触线隐藏在基板表面下方。虽然这些接触线的几何形状与球体的尺寸无关，但是相分离区域的体积与球体的尺寸无关，而是取决于压痕体积。这些结果表明，软凝胶的粘附理论需要考虑凝胶网络的可压缩性和凝胶与其溶剂之间的非零表面应力。
2015-07-22 cond-mat.soft
Adhesion-induced Phase Separation of Biomembranes--Effective Potential and Simulations
我们目前的理论分析和数值模拟的粘附诱导相分离的多组分膜与两种类型的配体-受体复合物（路口）。我们表明，在整合所有可能的分布的交界处，系统可以被视为一个有效的外部电位下的膜。用平均场论和高斯近似分析了有效膜电位，发现（1）在足够大的结高度差下，结高度差是导致相分离的主要因素。(ii)在远离平均场临界点的两相区中，由于较软的结具有较高的熵，当较硬的结的有效结合能较高时，会出现相共存。(iii)在平均场临界点附近的两相区，有效势的形状表明，当软结的有效结合能较高时，会出现相共存。通过蒙特卡罗模拟研究了结密度对临界点的影响，结果表明，随着系统结密度的降低，在较大的结高差处会发生相分离。
2005-10-16 cond-mat.soft
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
Frozen states and order-disorder transition in the dynamics of confined membranes
采用二维流体力学模型研究了两个可渗透壁之间的膜的粘附动力学。膜形态分解成上壁和下壁上的粘附片，并且服从类似于相分离动力学的非线性演化方程，已知这导致粗化，即粘附片的无限生长。然而，由于膜的抗弯刚度，系统向冻结状态演化而不粗化。当增加壁的渗透性时，这种冻结状态表现出有序-无序转变。
2014-09-08 cond-mat.soft
Adhesion in soft contacts is minimum beyond a critical shear displacement
研究弹性体球体与刚性板软接触的粘附力，发现预剪切会显著降低脱粘力，当剪切位移超过临界值（约10%整体滑动位移）时，脱粘力降至初始值的10%-15%并保持恒定。
2023-10-09 cond-mat.soft
Nonlinear amplification of adhesion forces in interleaved books
两个交错的电话簿几乎不可能通过拉动它们的脊柱来分开。由组件的外部片材施加的非常轻微的力被放大为片材数量的平方的指数，从而导致即使具有少量片材也具有高抵抗力的系统。本文系统而详细地研究了法向外力和小册子几何参数对装配强度的影响。我们得出结论，两个外部片材之间的纸-纸粘附力，在几mN的数量级上，是由两个交错系统放大的力。两本电话簿实验作为摩擦强度的一个杰出证明，吸引了全世界学生和非科学公众的注意，似乎也是微观摩擦-粘附耦合的一个壮观的宏观表现。
2020-04-03 cond-mat.soft physics.class-ph
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
Adhesion study at the interface of PDMS-elastomer and borosilicate glass-slide
本研究通过调整Sylgard 184硅酮弹性体基料与固化剂的混合比例改变PDMS弹性体模量，结合楔形试验探究了PDMS模量与片材厚度对其和硼硅酸盐载玻片界面粘附性的影响，发现模量和厚度增加会使粘附功降低、平衡裂纹长度增大。
2024-12-09 cond-mat.soft physics.app-ph
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
Entropy-driven aggregation in multilamellar membranes
利用无网格膜模拟和Weil-Farago二维晶格模型研究了膜波动引起的配体-受体结合相邻膜之间的吸引力。对于结合两个膜的粘附位点，这种熵相互作用本身对于粘附位点形成大的稳定域来说太弱。然而，它被发现，这种吸引力被增强到足以诱导大域时，网站绑定三个或更多个相邻的膜在一起，或有锚，硬化周围的膜。后者的效果是理解的Asakura-Oosawa类型的有效潜力的耗尽理论。
2013-05-15 cond-mat.soft
Adhesion of surfaces via particle adsorption: Exact results for a lattice of fluid columns
在这里，我们提出了一个一维的气体，或流体，硬球粒子有吸引力的边界的确切结果。这些颗粒可以与大体积储层交换，介导边界之间的相互作用。这种一维气体“柱”的二维晶格表示两个表面之间的三维粒子气体的离散近似。边界或表面的有效粒子介导相互作用势是从一维粒子气体的巨正则配分函数计算的，它是研究得很好的Tonks气体的扩展。有效相互作用势有两个极小值。在边界接触的第一个最小值反映耗尽相互作用，而第二个最小值在分离接近的颗粒直径的结果从一个单一的吸附颗粒，交联的两个边界。第二个最小值是粒子结合能足够大时的全局最小值。有趣的是，对应于这个最小值的有效粘附能在颗粒的中间浓度处是最大的。
2009-11-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface deformation and shear flow in ligand mediated cell adhesion
我们提出了一个单一的，统一的，多尺度的模型来研究附件\detachment动力学的两个变形，近球形细胞，涂覆有结合配体和受到缓慢的，均匀的剪切流中的粘性流体介质。细胞表面上的结合配体在离子介质中经历吸引力和排斥力，并通过键倾斜表现出有限的旋转阻力。宏观尺度的阻力和描述细胞之间的小分离间隙内的流体流动的耦合，使用润滑理论和以前发表的数值结果的方法的组合计算。对于一个选定的范围内的材料和流体参数，滞后过渡的粘附和碎裂域之间的粘附概率曲线是由于总的微尺度的结合力和细胞之间的分离间隙之间的非线性关系。我们发现，粘附是有利于在高离子流体，增加变形的细胞，弹性粘合剂和更高的流体剪切速率（直到一个临界值）。极限点的延续预测一个临界区域，表明在临界剪切速率的粘附和破碎制度之间的突然切换，并表明在剪切流体中的两个可变形表面的粘附可能在一些细胞黏附应用中发挥重要的动力学作用。
2015-04-22 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Adhesion Induced DNA Naturation
DNA吸附和自然化通过耦合到固体表面的两个相互作用的柔性均聚物来建模。如果解开两条链的熵增益克服了结合能的损失，DNA就会变性。当吸附到表面上时，熵增益小于本体中的熵增益，导致更强的结合，并且在忽略自避免时，不存在变性相。现在考虑结合势太弱而不能自然化，表面势太弱而不能吸附单链的情况。在变分的方法，它表明，它们的联合行动可能会导致自然的吸附相。推导了不存在自然化和吸附的条件。定性地构造了相图。
2005-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Surface tension and contact with soft elastic solids
Johnson-Kendall-Robert（JKR）理论是现代接触力学的基础。它描述了两个可变形物体如何粘附在一起，由粘附能驱动，并由弹性对抗。然而，它不包括固体表面张力，该表面张力也通过使软固体的表面变平来对抗粘附。我们测试了JKR理论，看看固体表面张力是否影响压痕行为。使用共聚焦显微镜，我们的特点是压痕的玻璃颗粒到软，有机硅基板。虽然JKR理论适用于大于临界弹性毛细管长度尺度的颗粒，但它不适用于较小的颗粒。相反，小颗粒的粘附模仿了颗粒在流体界面处的吸附，未变形表面和颗粒之间的接触角与尺寸无关，由广义版本的杨氏定律给出。一个简单的理论定量地捕捉到这种行为，并解释了固体表面张力如何主导软材料的小规模压痕弹性。
2013-10-11 cond-mat.soft
Contact mechanics of and Reynolds flow through saddle points: On the coalescence of contact patches and the leakage rate through near-critical constrictions
我们研究了两个粗糙表面的固体之间的机械接触的数值局部模型。当固体通过粘附或通过小的法向载荷$L$轻轻接触时，仅在孤立的贴片处形成接触，并且流体可以通过界面。当负载超过阈值$L_c$时，相邻的片在临界收缩处合并，即，在未变形表面之间的界面分离形成鞍点的点附近。该过程是连续的，没有粘附，并且渗流附近的界面分离完全由标度因子和$L_c-L$符号定义。比例因子导致雷诺流阻，其随$(L_c-L)^β$和$β= 3.45$而发散。接触合并和破坏鞍点附近变得不连续时，无论是短程粘附或特定的短程排斥添加到硬壁排斥。这些结果意味着，接触斑块的合并和破裂可以有助于库仑摩擦和接触老化。
2015-01-26 cond-mat.soft
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
Role of cell deformability in the two-dimensional melting of biological tissues
包括生物细胞、星形聚合物、树枝状聚合物和微凝胶在内的各种聚合物颗粒的尺寸和形状取决于所施加的应力，因为颗粒非常软。在高密度悬浮液中，这些颗粒在相邻颗粒的作用下变形，这意味着颗粒间的相互作用变成了多体型。调查一个二维模型的细胞组织，其中的单个颗粒的剪切模量与细胞粘附强度，在这里，我们表明，颗粒的变形能力影响熔化的情况。当温度升高时，硬颗粒经历一级固/液转变，而软颗粒经历连续的固/六角转变，然后是不连续的六角/液体转变。在零温度下，由粘合强度的降低驱动的熔融转变通过两个连续的转变发生，如在Kosterlitz、Halperin、Nelson和Young方案中。因此，存在其中六角相在零温度下稳定的粘附强度值的范围，这表明上皮向间充质转化的中间相可以是六角型。
2018-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Scaling laws of shrinkage induced fragmentation phenomena
University of Debrecen（德布勒森大学）；Nihon University（日本大学）；Nara Women’s University（奈良女子大学）；HUN-REN Institute of Nuclear Research (HUN-REN Atomki)（匈牙利研究与创新网络核研究所（HUN-REN Atomki））
研究揭示了收缩诱导破碎现象的缩放定律，通过分析不同粘附强度下的裂纹演化，发现临界点处的裂缝网络结构与二维键渗透模型一致。
2025-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
