Chiral active systems near a substrate: Emergent damping length controlled by fluid friction
Shenzhen University（深圳大学）；Institute of Advanced Simulation, Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心先进模拟研究所）
通过粒子基流体动力学模拟，引入与系统参数相关的摩擦系数，揭示了阻尼长度限制涡旋尺寸并影响系统性质，与实验吻合。
2024-08-23 cond-mat.soft
Active contacts create controllable friction
本研究针对多主动接触点的干滑动摩擦系统，通过控制各接触点速度实现可控的力-速度曲线，得到可调的有效黏度与摩擦系数，甚至近无摩擦滑动，为运动研究与工程表面设计提供新思路。
2025-01-16 cond-mat.soft physics.bio-ph
Active nematic materials with substrate friction
密集活动系统中的活动湍流的特征在于在长度尺度上的高涡度，与单个实体相比，该长度尺度较大。我们描述了摩擦阻尼屏蔽动量传播的主动湍流特性。当摩擦力增加时，由于速度衰减得更快，在双曲指向矢场中的壁之间的间距减小。这导致，首先，一个政权与更多的墙壁和拓扑缺陷的数量增加，然后到一个堵塞的状态，其中的墙壁界定带相反的流动，类似于被动复杂流体中观察到的剪切带。
2014-12-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Active Microrheology of Driven Granular Particles
当以恒定力$F_{ex}$拉动被驱动颗粒流体中的颗粒时，探针颗粒接近稳态平均速度$v$。该速度和相应的摩擦系数的探头$ζ=F_{ex}/v$内获得的模式耦合理论的示意性模型，并从事件驱动的模拟结果进行比较。对于小的和中等的阻力，该模型成功地描述了模拟结果的线性以及非线性区域：小阻力的线性响应制度（恒定摩擦）其次是剪切稀化（减少摩擦）的中等力。对于大的力量，该模型表明，随后增加的摩擦与数据的定性一致。在[Fiege等人，Granular Matter $\boldsymbol{14}$，247（2012）]通过简单的动力学理论解释。
2013-12-23 cond-mat.soft
Inertial active matter with Coulomb friction
本研究通过实验、模拟和理论，揭示了受库仑摩擦的活性粒子在低、高和更高活性下分别呈现布朗运动、停止-前进和超移动三种动力学状态，并发现扩散系数随活性的异常标度。
2024-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Frictional Active Brownian Particles
在高剪切速率下，摩擦力影响硬球胶体的流变性。在这里，我们证明，通过数值模拟，它们也影响了动态的活性布朗粒子，和他们的运动诱导相分离。摩擦力增加了稀相中粒子的角扩散率，并防止碰撞粒子通过一个滑向另一个来解决它们的碰撞。这导致在体积分数运动平面中运动诱导的相图的定性变化。无摩擦系统只有在体积分数超过某一阈值时才随着运动性的增加而变得不稳定，而摩擦系统无论体积分数如何都变得不稳定。这些结果表明，通过调节颗粒的粗糙度来控制运动诱导相图的可能性。
2020-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Self-sustained frictional cooling in active matter
本文报告了活性粒子中无需外部接触的“自维持摩擦冷却”现象，该现象由活性与干摩擦的相互作用及粒子致密笼禁效应产生，实验与模拟验证了其机制，并揭示了在二维群体机器人中调控动力学和结构特性的应用潜力。
2025-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning of friction noise by accessing the rolling-sliding option
机械系统中的可变动力传输通常通过装置来实现，例如，离合器和制动器，使用干摩擦。在这些系统中，动力传递的可变性是通过接合和脱离摩擦片来实现的。虽然常用，但这种使耦合产生噪声的方法并不像它们的电气模拟那样通用。另一种方法是间歇地改变摩擦力。在本文中，我们展示了一种自组织的方法来调整噪声之间的摩擦耦合的两个表面之间的相对运动与对方。这是通过利用由放置在表面之间的圆形凹槽中的球的摩擦相互作用引起的复杂性来实现的。耦合中松弛的程度与滚珠在其滚动和滑动状态之间进行转换的速率有关。如果运动表面是软的，静态表面是硬的，我们表明，随着填充分数的增加的球的滚动和滑动之间的过渡对静态表面让位于滚动和滑动之间的过渡对运动表面。因此，耦合中的噪声对于小填充分数和大填充分数都很大，中间有一个凹陷。相反，如果运动板是硬的，则与静态表面的滑动被抑制，并且耦合中的噪声随着球的填充率而单调减小。
2020-02-11 cond-mat.soft
Inertial active Ornstein-Uhlenbeck particle in a non-linear velocity dependent friction
本研究针对非线性速度相关摩擦下的惯性主动Ornstein-Uhlenbeck粒子，结合解析与模拟方法分析其在不同阻尼区域的动力学行为，揭示了活性诱导双稳态等特性及有效约束机制。
2024-05-14 cond-mat.soft
Active dry granular flows: rheology and rigidity transitions
采用离散元法（DEM）数值模拟研究了由硬颗粒组成的自推进摩擦密相颗粒流的本构关系。我们表明，流变学，其中涉及的动态摩擦$μ$和体积分数$ϕ$的惯性数$I$，取决于一个无量纲数$\mathcal{A}$，其中比较的主动力的围压。两个液体/固体的转变-在麦克斯韦刚性的意义上-观察。一旦启动活性，填料就变成一种“活性固体”，其平均颗粒接触数大于等静压值。$μ$和$ϕ$的准静态值随着$\mathcal{A}$的增加而减小。在活性$\mathcal{A}_t$的一个有限值，对应于均衡条件，第二个“主动刚性过渡”被观察到超过该准静态值的摩擦消失和流变学成为牛顿。对于$\mathcal{A}>\mathcal{A}_t$，我们提供了一个高度间歇性的动态的这种“活跃的流体”的证据。
2016-11-14 cond-mat.soft
Velocity-Dependent Friction and Diffusion for Grains in Neutral Gases, Dusty Plasmas and Active Systems
布朗粒子（颗粒）在不同系统中的摩擦和扩散的自洽和通用描述，如具有玻尔兹曼碰撞的气体，具有颗粒离子吸收的尘埃等离子体，以及活性粒子（例如，生物系统中的细胞）的基础上提出了适当的福克-普朗克方程。找出了Fokker-Planck方程应用于速度相关摩擦系数和扩散系数问题的限制条件，并在主方程的基础上给出了摩擦系数和扩散系数的一般描述。在福克-普朗克方程的框架下，找到了主动粒子（能够将动量传递到环境介质）和被动粒子在坐标和速度空间中扩散系数的关系。反常空间扩散问题是在适当的概率转移（PT）函数的基础上制定的。避免了偏微分的方法来构造任意距离的正确概率分布，这对于应用于不同的随机问题是重要的。推导并讨论了含时PT函数的一般方程。在速度空间中的广义摩擦力的确定和应用来描述的摩擦力本身，以及在非零的情况下，在等离子体中的驱动离子速度的拖曳力。离子在颗粒表面散射产生的负摩擦是存在的，并且在适当的实验条件下可以实现。
2004-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transfer of active motion from medium to probe via the induced friction and noise
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Peking University（北京大学）
研究通过诱导摩擦和噪声，实现了从活性介质到探针的活性运动传递，揭示了持久性在不同尺度间的跨尺度传递机制。
2025-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Friction law and hysteresis in granular materials
颗粒物质的宏观摩擦力往往会随着流速的增加而减弱，从而导致潜在的灾难性间歇现象，包括地震和山体滑坡。我们从理论上和数值模拟研究这种现象在简单的颗粒材料。我们表明，速度减弱，对应于一个非单调的行为，在摩擦法$μ(I)$，是存在的，即使动态和静态微观摩擦系数是相同的，但消失较软的颗粒。我们认为，这种不稳定性是由内源性的噪声，这往往使接触滑动，导致更快的流动和噪声增加。我们发现，软点，或在材料中的可激发区域，对应于滚动接触，即将滑动，其密度是由一个非平凡的指数$θ_s$。我们建立了一个微观理论的非单调性的$μ(I)$，这也预测的标度行为的声学噪声，滑动接触$χ$和滑动速度的分数，在$θ_s$。令人惊讶的是，当粒子变得无限硬时，这些量没有限制，正如数值所证实的那样。我们的分析合理化以前无法解释的意见，并提出新的实验验证的预测。
2017-11-13 cond-mat.soft
Glassy Dynamics of Brownian Particles with Velocity-Dependent Friction
我们考虑一个二维布朗粒子模型系统，其中慢粒子被加速，而快粒子被阻尼。单个粒子的运动由具有瑞利-亥姆霍兹速度相关摩擦的朗之万方程描述。在非相互作用粒子的情况下，时间演化方程导致非高斯速度分布。速度相关的摩擦允许负值的摩擦或能量摄入的慢粒子，我们认为这是主动运动，也会导致打破的波动耗散关系。定义的有效温度成正比的速度的二阶矩，它示出，对于一个恒定的有效温度较高的噪声强度，较低的是在系统中的活性粒子的数量。利用Mori-Zwanzig形式和模式耦合近似，导出了密度自关联函数的运动方程。用平衡结构因子求解方程组。采用瞬态积分法推导了考虑相互作用力的稳态结构因子与传统平衡静态结构因子之间的关系。
2016-08-10 cond-mat.soft
Noise Activated Fast Locomotion of DNA through Frictional Landscape of Nanoporous Gel
据推测，凝胶基质和DNA分子之间的非线性固体摩擦会抑制DNA在电泳过程中通过凝胶纳米孔的运动。在这篇文章中，它表明，外部噪声可以减轻固体摩擦的影响，从而提高在电泳设置中的DNA的流动性。在存在噪声的情况下，与常规电泳相比，DNA的迁移率增加超过~ 113%。虽然在高噪声功率下，DNA表现出Arrhenius动力学，但在低噪声功率下，超Arrhenius动力学表明DNA分子的激活运动的集体行为。随机模拟修改后的Langevin动力学与不对称的孔径分布的琼脂糖凝胶成功地预测了DNA分子的流动性，并揭示了整体动力学的显着特点。这种“噪音润滑性”可能具有从分子到宏观运动的更广泛的适用性。
2022-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Activity driven orientational order in active nematic liquid crystals on an anisotropic substrate
本文研究了各向异性衬底对模拟的二维主动湍流动力学的影响。这被引入为各向异性摩擦和有效各向异性粘度，各向异性的取向由基底限定。在这个系统中，我们观察到出现的全球性的拓扑缺陷，这是由粘度和主动应力的大小的各向异性程度控制的顺序。在具有各向异性粘度或摩擦的被动液晶中没有看到全局缺陷对准，这证实了有序化是由主动应力驱动的。然后，我们仔细研究了由单个缺陷产生的主动流动，以表明流动的动能是取向依赖性的，从而导致缺陷上的扭矩使它们与衬底中的各向异性对准。
2018-10-10 cond-mat.soft
Memory effects, arches and polar defect ordering at the cross-over from wet to dry active nematics
本研究通过解析和数值方法，揭示摩擦增强使活性向列相中缺陷尾迹更持久，形成极性有序的拱形结构，并与干性系统现象对比。
2022-01-26 cond-mat.soft
Jerky Motion of Active Granular Particles
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；University of Rome La Sapienza（罗马第一大学）
该研究针对活性颗粒的运动问题，发现活性与干摩擦的相互作用会产生急动度主导的动力学，通过分析、数值和实验验证了活性振动机器人的颠簸运动，确立干摩擦是实现活性物质高阶动力学的简单机制。
2026-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vorticity phase separation and defect lattices in the isotropic phase of active liquid crystals
本文通过数值模拟和线性稳定性分析研究活性液晶各向同性相，发现调节基底摩擦可产生涡旋晶格和+1/2缺陷对组成的六角手性结构，并揭示其涌现机制为涡度相分离，摩擦起选择特征尺度的作用。
2023-09-22 cond-mat.soft
Active Fluid Patterning in Inhomogeneous Environments
University of Oxford（牛津大学）
本研究提出了一种模型，探讨不均匀环境如何通过摩擦作用调控主动流体中的图案形成与自组织。
2026-03-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
The Anomalous Transport of Tracers in Active Baths
我们推导出长时间的动态示踪剂浸泡在一个一维的活性浴。与以前的研究相比，我们发现阻尼和噪声相关性具有长时间的尾巴，其指数取决于示踪剂的对称性。对于一般的示踪剂，形状不对称诱导棘轮效应，改变波动，并导致超扩散和摩擦，随着时间的推移，当示踪剂以恒定的速度拖动。在一个完全对称的示踪剂的奇异极限，我们恢复正常的扩散和有限摩擦。此外，对于小的对称示踪剂，主动贡献的摩擦成为负的：主动粒子增强运动，而不是反对it.These结果表明，在低维系统中，被动示踪剂在一个主动浴的运动不能被建模为一个持久的随机游动有限的相关时间。
2022-07-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A general model for frictional contacts in colloidal systems
Institute for Physics, Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）
本文提出一个包含热涨落的胶体摩擦接触通用模型，推导了线性和非线性瞬时摩擦接触相互作用的正确涨落-耗散关系，并生成了一类新的具有旋转-平移耦合的广义耗散粒子动力学恒温器，通过泊肃叶流和活性朗之万粒子中的运动诱导相分离展示了摩擦接触效应。
2026-01-16 cond-mat.soft physics.comp-ph
Response of active Brownian particles to boundary driving
计算研究了欠阻尼主动布朗粒子在剪切通道几何中的行为。由于它们的欠阻尼动力学，粒子在其耗散到衬底中之前携带远离边界的特征距离的动量。我们将这个距离与粒子轨迹的持久性相关联，这是由它们的摩擦和自推进共同决定的。在这个特征长度内，我们观察到新的和违反直觉的现象，这些现象源于活动、粒子间相互作用和边界驱动的相互作用。根据摩擦力和自推进力的大小，粒子间的相互作用可以帮助或阻碍动量传输。更戏剧性的是，在某些情况下，我们观察到附近的墙壁，我们与粒子自推进方向的诱导极化的流动逆转。我们合理化这些结果在一个简单的动力学粒子轨迹的图片。
2019-05-29 cond-mat.soft
Tunable shear thickening in active frictional non-Brownian suspensions
School of Engineering, University of Edinburgh（爱丁堡大学工程学院）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research Pune（印度科学教育研究所浦那分校物理系）
研究通过活性颗粒自推进调控悬浮液剪切增稠行为，揭示了活性对流变学的增强作用及无量纲应力参数的调节作用。
2026-10-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Oscillatory motion of a droplet in an active poroelastic two-phase model
我们研究流动驱动的变形运动所表现出的多头绒泡菌的微原质团。将刚性边界的多孔弹性两相模型推广到自由边界和基底摩擦的情况。细胞骨架被建模为一个活跃的粘弹性固体渗透的流体相描述的胞质溶胶。化学调节剂，主动机械变形和诱导流动之间的反馈回路引起振荡和不规则运动，伴随着时空收缩模式。我们涵盖了扩展的参数制度的主动张力和基板摩擦的数值模拟在一个空间维度和重现实验观察到的振荡周期和振幅。与实验结果一致，该模型预测了在边界处的交替向前和向后的外质流，在中心处的反向流。然而，对于所有的周期性和不规则运动的情况下，我们几乎没有观察到净运动。一个简单的理论论证表明，定向运动是不可能的空间独立的基板摩擦。
2018-08-06 cond-mat.soft nlin.AO
Rolling motion of a rigid sphere on a structured rubber substrate aided by a random noise and an external bias
本文研究了有噪声和无噪声外场作用下实心小球在表面图案化的橡胶基底上的滚动运动。在没有噪声的情况下，球不会在低于阈值力的情况下移动，在该阈值力以上，球随着施加的场次线性地加速。在存在随机噪声的情况下，球表现出具有净漂移的随机滚动，其速度随着噪声的强度（K）非线性地增加。从位移分布的演变可以看出，在低速时滚动是由类库仑摩擦控制的，在中速时是由超线性摩擦控制的，在高速时是由线性运动摩擦控制的。从运动的非线性到线性摩擦控制的这种转变可以从另一个实验中看出，在该实验中，球受到与随机噪声相结合的小振幅周期性不对称振动。这里，与固定的外力相反，滚动速度随着噪声强度的增加而减小，表明界面的渐进流化。此外，该球表现出流动逆转与不对称振动的振幅的增加，这是一个轮廓的摩擦，首先下降，然后上升的速度指示。非线性随K减小的近似非线性摩擦模型与位移波动的演变有点一致，这也解释了漂移速度随噪声强度的S形变化。这项研究为以一种新的方式研究摩擦奠定了基础，在这种新的方式中，摩擦受到噪声的影响，然后使用统计力学的工具研究其动态响应。
2011-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of Thermal Noise on Pattern Onset in Continuum Simulations of Shaken Granular Layers
作者研究了在垂直振荡层的耗散粒子使用数值解的连续方程的Navier-Stokes顺序的模式的发病。在细胞的临界加速度振幅以上，驻波形成相对于细胞亚谐振荡的条纹图案。忽略颗粒间摩擦的连续模拟产生与使用摩擦颗粒的实验一致的图案波长。然而，驻波形成的临界加速度在连续模拟中比在分子动力学模拟中低约10%，而不添加噪声。本报告将波动流体力学理论纳入连续模拟中，通过添加噪声项，没有合适的参数，这种修改产生的临界加速度与分子动力学模拟。
2010-03-10 cond-mat.soft
Thermodynamically consistent Langevin dynamics with spatially correlated noise predicts frictionless regime and transient attraction effect
虽然朗之万动力学中时间相关性的起源已经得到了深入的研究，但对空间相关噪声（SCN）的理解却相当不完整。特别是，很少有人知道摩擦和SCN之间的关系。本文导出了粒子-池相互作用中空间关联函数的形式公式。该表达式表明SCN是二元混合物的固有组分，源自有效（熵）相互作用。进一步，利用这个空间关联函数，我们假设了由SCN驱动的物理相容的朗之万方程和适当的涨落耗散关系。通过引入空间变化的摩擦系数实现了理论上的一致性，该摩擦系数也可以解析地导出。该系数表现出许多有趣的性质，例如某些相互作用类型的奇异行为。最后，我们将这一新理论应用于存在反离子的两个带电粒子系统。这些粒子通过屏蔽电荷汤川势相互作用，SCN的加入导致了异常无摩擦区的出现。在这种情况下，粒子可以经历主动推进，导致瞬态吸引效应。这种效应表明了一种非平衡机制，促进了带电粒子的分子结合。
2016-07-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strong confinement of active microalgae leads to inversion of vortex flow and enhanced mixing
在粘性流体中游动的微生物在它们产生的流场中留下了它们的推进机制。这些游泳者在刚性边界之间的极端限制经常出现在自然和技术背景下，但在这种情况下，他们的力学测量是缺席的。在这里，我们表明，强烈限制两个平行的板之间的microcarbon Chlamydium不仅抑制其运动性通过接触摩擦的墙壁，但也导致，纯粹的机械原因，反转周围的涡流。从实验的见解导致简化的流场的理论描述的基础上准2D Brinkman近似的斯托克斯方程，而不是通常的方法的图像。我们认为，这种涡流反转提供了增强流体混合的优势，尽管更高的摩擦。总的来说，我们的研究结果提供了一个全面的框架，分析集体流动的强烈限制游泳。
2021-11-17 cond-mat.soft
Gigantic dynamical spreading and anomalous diffusion of jerky active particles
本文研究急动型活性粒子，通过解析求解包含时间三阶导数的运动方程，发现其均方位移呈现巨大超弹道扩散，在谐势中引发动力学温度剧增与局域化-去局域化转变，并提出了实验实现方案。
2025-07-11 cond-mat.soft
Lagrangian Mechanics of Active Systems
我们提出了一个多尺度建模和仿真框架，用于形状变化的浸没物体的低雷诺数流体动力学，例如，生物微泳者和活性表面。其核心思想是将主要形状变化视为广义坐标，并定义共轭广义水动力摩擦力。方便地，相应的广义摩擦系数可以预先计算，随后重新用于快速求解动力学运动方程。该框架将耗散系统的拉格朗日力学推广到主动表面和主动微泳者，其形状动力学由内力驱动。作为一个应用程序的情况下，我们预测在相位和反相位同步对纤毛的实验测量纤毛节拍模式。
2020-12-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Mechano-chemical active feedback generates convergence extension in epithelial tissue
会聚延伸，即组织沿一个轴同时伸长，同时沿垂直轴变窄，发生在胚胎发育期间。一个基本的过程，有助于塑造有机体，它发生在许多不同的物种和组织类型。在这里，我们提出了一个最小的连续模型，可以直接连接到控制微观生物化学，这表明自发收敛扩展。它由具有机械化学活性反馈机制的2D粘弹性活性材料通过摩擦耦合到基底。强大的收敛扩展行为出现超过一个临界值的活动参数和控制的边界条件和耦合到基板。当内部耗散超过摩擦以及处于主动弹性限度时，该模型中就会出现振动和空间模式。
2023-03-03 cond-mat.soft physics.bio-ph
Thinning and thickening in active microrheology
当在多粒子系统中以固定速度拉动探针粒子时，探针的有效摩擦力（定义为平均拉力除以其速度$γ_{eff}:=\langle F_{ex}\rangle/u$）首先保持恒定（线性响应），然后减小（变薄），最后增加（变厚）。我们提出了一个三时间尺度的图片（TTSP）统一变薄和增厚的行为。TTSP的要点是，有三个不同的时间尺度浴粒子：扩散，阻尼，和单探针浴（P-B）的碰撞;占主导地位的时间尺度，这是由牵引速度控制，确定的行为探针的摩擦。我们通过Langevin动力学模拟证实了TTSP。微观上，我们发现，在计算有效摩擦力时，液滴速度的麦克斯韦分布在低雷诺数（Re）时有效，但在高Re时无效。可以根据在$T=0$极限下获得的增稠的微观机理来理解。基于TTSP，我们解释了一些早期文献中不同的减薄和增厚观测。
2015-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluids at an electrostatically active surface: Optimum in interfacial friction and electrohydrodynamic drag
研究通过分子模拟揭示了电活性表面处流体与金属间界面摩擦及电液动力学拖拽的耦合机制。
2026-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Transport of Forced Quantum Motors in the Strong Friction Limit
在一个空间周期性的潜力，缺乏反射对称性（即棘轮电位）的过阻尼布朗电机移动的定向运输的研究时，驱动的热和二分法的非平衡噪声存在的外部，恒定的负载力。我们认为，经典和量子隧穿辅助制度。的电流负载特性的影响，如负载力，温度和施加的双态噪声的幅度强度的系统参数的函数。
2007-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coupling an elastic string to an active bath: the emergence of inverse damping
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Peking University（北京大学）
研究弹性弦与活性粒子浴耦合，揭示逆阻尼现象，通过推导求解Langevin-Klein-Gordon动力学，发现摩擦力由熵项和 frenetic 项组成，后者主导导致总摩擦负，引发波不稳定性。
2025-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Active microrheology of colloidal suspensions of hard cuboids
通过动态蒙特卡罗模拟，我们研究了各向同性硬核胶体立方体悬浮液的微观流变学。特别是，我们推断这些流体的局部粘弹性行为，通过研究的探针球形颗粒，被纳入在主机相，并拖动由外力的动力学。这种技术，被称为主动微观流变学，允许人们在施加恒定的力时模拟软材料的微观响应，其强度跨越三个数量级。通过调整长方体的几何形状，从扁长到扁长以及系统密度，我们观察到不同的响应，通过测量探测粒子所感知的有效摩擦来量化。所得到的摩擦系数表现出线性政权的力量是弱得多，大于热力，而非线性，力变薄政权观察到在中间的力强度。
2022-09-01 cond-mat.soft physics.app-ph
From dot to ring: the role of friction on the deposition pattern of a drying colloidal suspension droplet
通过干燥胶体悬浮液滴在基底上沉积颗粒是从传统的纸上印刷到可印刷电子器件或光伏器件的应用的核心。粒子在接触线处的聚集引起的自钉扎在沉积层的形成中起着重要的作用。在本文中，我们调查的数值和理论，颗粒和衬底之间的摩擦的沉积图案的效果。在没有摩擦的情况下，接触线表现出粘滑行为，并且在液滴蒸发后留下点状沉积物。通过增加摩擦力，我们观察到从点状到环状沉积物的过渡。我们提出了一个理论模型来预测作为摩擦力的函数的颗粒沉积的有效半径。我们的理论模型预测了自钉扎发生时的临界摩擦力，并且沉积物的有效半径随着摩擦力的增加而增加，模拟结果证实了这一点。我们的研究结果可以找到发展主动控制策略的干燥液滴的沉积的影响。
2018-04-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The stability phase diagram of active Brownian particles
低密度气体相和高密度液体相的相分离是生物和合成自推进粒子系统的共同特征。运动和随机力之间的竞争被假定为固定的均匀和相分离的阶段之间的边界。在这里，我们证明了运动性也促进了均匀相，使粒子能够解决它们的碰撞。这一新的认识可以定量预测的硬自推进布朗粒子，原型模型表现出的运动诱导相分离的旋节线。此外，我们表明，摩擦力控制的物理过程中，运动促进均匀相。因此，摩擦出现作为一个实验变量参数来控制运动诱导相图。
2020-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of a collection of active particles on a two-dimensional periodic undulated surface
研究了二维周期性起伏表面上圆形活性粒子的动力学行为。每个粒子都有一个内能机制，该机制由主动摩擦力建模，并由活动参数$v_0$控制。如果粒子的速度小于$v_0$，则其作为负摩擦，否则作为正摩擦。表面起伏由固定振幅和波长的周期性起伏来模拟，并且根据振幅和波长的无量纲比率$\bar{h}$来测量。粒子的动力学研究不同的活动，$v_0$和表面起伏（SU），$\bar{h}$。三种类型的粒子动力学观察到不同的活动和SU。对于小的$v_0 \lesssim 0.1$和$\bar{h}$ $\gtrsim 0.8$，粒子保持被限制在表面极小值中，对于中等的$v_0 \lesssim \bar{h}$，粒子的动力学表现为从中间次扩散到后期扩散，对于大的$v_0 \gtrsim \bar{h}$，它表现为从初始超扩散到后期扩散。对于所有的$v_0$和$\bar{h} \lesssim 0.2$，粒子动力学满足有效扩散系数和速度自关联函数之间的Green-Kubo关系。在增加$\bar{h}$时发现系统偏差。因此，一个有效的平衡，可以建立在这个非平衡系统的系统参数的范围。
2021-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Statistics for an object actively driven by spontaneous symmetry breaking into reversible directions
被动物体的推进是通过主动驱动机制实现的。我们集中讨论主动驱动的方向受自发对称性破缺影响的情况。在我们的例子中，这个方向将保持不变，直到一个足够大的脉冲由一个额外的随机力逆转它。例子可以提供自推进液滴，滑行细菌随机逆转其推进方向，或非极性振动料斗。主动强迫的大小被认为是常数，我们包括惯性贡献的影响。有趣的是，这种情况可以正式映射到随机运动下（干，固体）库仑摩擦，然而，负摩擦参数。扩散系数的计算通过形式映射到量子力学谐振子暴露于一个额外的排斥δ势的情况。结果包括沟或双峰的速度分布和空间统计显示向外传播的最大值时，从最初集中的安排。
2022-07-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Multiple current reversals in forced inhomogeneous ratchets
研究了摩擦系数随空间变化的摇摆热棘轮中过阻尼布朗粒子的输运性质。通过调节参数，电流的方向呈现出多次反转，这两者都是热噪声强度以及摇摆力幅度的函数。电流反转也发生在确定性条件下，并表现出有趣的结构。所有这些特征都是由于潜在的不对称性、噪声、驱动频率和不均匀摩擦之间的相互作用而产生的。
2000-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Brownian cyclic engine operating in a viscoelastic active suspension
我们研究了一个模型的斯特林发动机组成的被动布朗粒子的谐波势和相互作用的主动布朗粒子的悬浮液，自推进在粘性溶剂中，循环运行在等温条件下通过时间变化的陷阱刚度和主动粒子的自推进速度。我们推导出一个有效的随机运动运动方程的被困布朗粒子，其中包括摩擦记忆内核，以及热和主动波动力，由于其耦合与主动悬架，我们分析计算的效率的发动机在准静态极限。我们发现，平均而言，发动机能够产生机械功，其效率取决于系统的不同时间尺度之间的相互作用，其中，与具有瞬时摩擦的系统的情况相比，随后的主动悬架的粘弹性的一般效果是降低布朗发动机的准静态效率。然而，在系统的参数空间中存在这样的记忆效应在发动机的性能中可忽略的区域，因此有效地表现为与在与活性颗粒的推进速度相关的两个不同温度下工作的惰性粘性浴接触。
2022-11-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active polar fluid flow in finite droplets
我们提出了一个连续层次的分析模型的一滴积极的收缩液组成的细丝和电机。我们计算的稳态流，从一个张开的极化的灯丝。我们占一个任意的外部介质施加一个粘性摩擦在固定的液滴边界的相互作用。然后，我们表明，液滴有非零力的偶极子和四极矩，其中后者是必不可少的自推进运动的液滴在低雷诺数。因此，该计算描述了嵌入在3D环境中的活性收缩流体的液滴的运动性的简单机制，其与限制中的细胞迁移相关（例如，嵌入在凝胶或组织内）。我们的分析结果预测系统如何依赖于各种参数，如有效摩擦系数，唯象活性参数和所施加的极化的张开。
2014-02-19 cond-mat.soft q-bio.CB q-bio.SC
Escape rate of an active Brownian particle over a potential barrier
研究了空间立方势场中具有非线性摩擦函数的活动布朗粒子的动力学。对于强阻尼但有限阻尼，粒子在空间势垒上的逃逸率与噪声强度呈非单调关系。我们将这种行为与这样一个事实联系起来，即活性粒子从极限环而不是从固定点逃逸，并且一定量的噪声可以稳定粒子在这个极限环上的逗留。
2012-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic derivation of the hydrodynamics of active-Brownian-particle suspensions
我们推导出流体动力学方程的运动由欠阻尼朗之万方程，减少到主动布朗粒子模型，在过阻尼限制的活性粒子的流体。收缩到流体动力学的描述是通过局部平均的粒子动力学与非平衡多粒子概率密度，其形式化的表达是通过多时间尺度分析发现在物理相关的限制高摩擦。这种方法允许识别的条件下，自推进可以归入流体应力张量，从而系统地和明确地定义的局部压力的主动流体。
2016-12-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Noise induced phase separation in active systems: Creating patterns with noise
我们研究的群集和斑图形成的活性粒子与Vicsek的模型，其中包括一个配置相关的噪声项。特别地，我们将噪声的强度与相邻粒子的局部密度和方向相结合。我们的研究结果表明，这样的配置相关的噪声可以导致大规模的有序和无序的图案的外观，而不需要任何复杂的对齐相互作用。特别是，我们得到一个有序的带或线状态和无序的活性簇，类似于运动诱导相分离的情况下所看到的。
2017-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Transport of underdamped active particles in ratchet potentials
研究了欠阻尼非相互作用主动粒子在非对称周期势场中的整流输运。研究发现，在过阻尼极限下，活性非相互作用粒子的棘轮效应发生在单一方向上（沿基底不对称的易磁化方向）。然而，当考虑惯性时，可以观察到棘轮效应的反转，其中运动沿着衬底不对称的硬方向。通过改变摩擦系数或自推进力，平均速度可以多次改变其方向。因此，通过适当地调整参数，具有不同自推进力的欠阻尼活性颗粒可以在不同方向上移动并且可以分离。
2017-03-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium, weak-field induced magnetism: a mechanism for magnetobiology
长期以来，人们一直在探索弱磁场与生物物质相互作用的物理机制。有两个因素阻碍了这种机制的发展：第一，细胞环境的高（室温）温度，其中弱的静态磁场诱导（经典的）零平衡响应。其次，细胞环境中的摩擦力很大，阻止了弱场改变非平衡过程，如电荷的自由扩散。在这里，我们研究了一类非平衡稳态的细胞离子在一个封闭的潜力，其中的响应（弱，均匀，静态）磁场生存强摩擦和热波动。磁场引起离子以回旋频率进行的旋转运动。这种非平衡态是由作用于离子的白噪声产生的，而非局部（含记忆）摩擦和噪声是由平衡热浴产生的。该白噪声的强度可以是弱的，即比热噪声强度小得多。
2022-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Markovian modeling of non-equilibrium fluctuations and dissipation in active viscoelastic biomatter
基于一个包含示踪剂和活性粒子之间弹性耦合的哈密顿量，我们推导出一个广义Langevin模型，用于描述活性粘弹性生物物质的非平衡力学响应。我们的模型考虑了嵌入聚合物网络的幂律粘弹性响应以及活性和示踪粒子之间的非平衡能量转移。我们的频率依赖性响应函数和位置自相关函数的解析表达式同意很好的红细胞和肌动球蛋白网络与ATP的实验数据。拟合的有效活性粒子的温度，弹性常数和有效摩擦系数，我们的模型允许直接的物理解释。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
