Jamming transition of a granular pile below the angle of repose
我们实验研究的放松对机械平衡的颗粒堆,刚刚经历了雪崩,并讨论它在更一般的背景下的颗粒堵塞过渡。两个共存的动力学观察在表层:一个短时间的指数衰减组成的快速和独立的移动的颗粒和间歇性的爆发组成的空间相关的移动持续较长的时间。两种动力学的竞争导致长寿命的间歇性瞬变,其总持续时间可以延迟超过一千秒。我们测量两个时间的弛豫函数,并通过一个简单的统计模型,它与一个更常见的两个时间的相关函数,表现出很强的相似性与自动关联函数中发现的老化系统。局部扰动实验也使我们能够测试桩表面层的感受性。
2003-05-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The jamming surface of granular matter determined from soil mechanics results
利用经典土力学的结果,提出了(应力、比容)空间中的堵塞过渡面方程。取轴对称条件,q为偏应力,p'为作用在颗粒骨架上的平均压力,并考虑正常压力范围(10 kPa-10 MPa)堵塞过渡面方程为v = vo-mln(p '/p 'o)+mdln(1+q q/(M' M' p'p')); M'与摩擦角有关,m和md是取决于土壤特性的两个常数; p' o是“单位”压力。
2005-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Merging fluid and solid granular behavior
本文通过颗粒模拟研究可变形颗粒的均匀剪切流,推导出流体和固体状态下各场变量的渐近标度关系,并合并为涵盖阻塞过渡区的唯象本构关系,揭示了软颗粒应力比需额外控制参数。
2016-09-23 cond-mat.soft
Compaction of mixtures of rigid and highly deformable particles: a micro-mechanical model
采用非光滑接触动力学方法分析了刚性和可变形不可压缩颗粒混合物的各向同性压实问题。通过经典的有限元方法,使用超弹性的新胡克本构律的变形体进行模拟。对于从完全刚性到完全可变形颗粒的混合物,我们表征了填充分数,弹性模量和连通性的演变,作为所施加的应力的函数,当改变颗粒间的摩擦系数时。我们首先表明,包装分数的增加,并趋于渐近的最大值$ϕ_{max}$,这取决于混合比和颗粒间的摩擦。体积模量也被证明是增加与包装分数和发散,因为它接近$ϕ_{max}$。从颗粒应力张量的微观力学表达式,我们开发了一个模型来描述压实行为作为施加的压力,可变形颗粒的杨氏模量,和混合比的函数。从压实方程导出了体积方程。该模型基于单个可变形颗粒在压缩下的特性以及连通性和填充分数之间的幂律关系。这种压实模型,由定义明确的物理量,结果在突出的预测从堵塞点到非常高的密度,并允许我们给出一个直接的预测$ϕ_{max}$作为一个函数的混合比和摩擦系数。
2020-05-28 cond-mat.soft
Characterizing the surface texture of a dense suspension undergoing dynamic jamming
测量的表面速度和表面纹理的自由传播的剪切堵塞前在稠密的悬浮液进行了比较。粒子图像测速仪(PIV)的速度场被捕获,而表面纹理被捕获在一个单独的实验中,通过观察高速摄像机的悬浮液表面上的直接反射。提出了一种基于局部窗口快速傅里叶变换的表面特征及其方向量化方法。表现出强烈的表面特征的区域对应于通过PIV测量确定的固体状堵塞区域。此外,堵塞区域内的表面特征主要定向在与应变张量的本征向量相同的方向上。因此,从图像的自由表面,我们的分析是能够表明,表面纹理包含的信息的主要应变方向和传播的干扰前。
2021-09-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
2D foams above the jamming transition: Deformation matters
被堵塞的软物质系统通常被建模为重叠的软球体的密集堆积,从而忽略了颗粒变形。对于2D(和3D)软盘填料,接近临界填料分数$φ_c$,这导致平均接触数$Z$以$φ-φ_c$的平方根增加。使用程序PLAT,我们发现,在理想化的二维泡沫的情况下,接近湿极限,$Z$线性增加与$φ-φ_c$,其中$φ$是气体分数。这一结果与软磁盘和泡沫在临界填充分数下的不同分离分布相一致。因此,接近湿限的2D泡沫不能很好地描述为软盘的随机填充,因为泡沫中的气泡是可变形的并且调整它们的形状。这不是由重叠的圆盘捕获的。
2017-08-23 cond-mat.soft physics.comp-ph
Shear-Driven Flow of Athermal, Frictionless, Spherocylinder Suspensions in Two Dimensions: Stress, Jamming, and Contacts
本文用数值模拟的方法研究了在均匀稳态剪切作用下,无热、无摩擦、软核二维球柱的双分散混合物的流动。能量耗散是通过相对于均匀剪切的主体流体的粘性阻力,给出具有牛顿流变学的非布朗悬浮液的模型。我们研究压力$p$和偏剪切应力$σ$作为填充分数$ϕ$,应变率$\dotγ$,和参数$α$,测量颗粒的非球面性的函数。我们考虑的各向异性的应力张量,宏观摩擦$μ=σ/p$,和发散的传输系数$η_p=p/\dotγ$的$ϕ$增加到堵塞$ϕ_J$。从Herschel-Bulkley流变学分析以上干扰,我们估计$ϕ_J$作为$α$的函数,并表明,随着$α$的变化,$ϕ_J$与$α$的变化是流变学差异的主要原因。然而,详细的缩放分析的发散$η_p$为我们最细长的粒子表明,塞过渡spherocylinders可能是在一个不同的普适性类比圆盘。我们计算了系统中每个粒子$Z$的接触数,并表明在干扰时$Z_J$是$α$的非单调函数,它总是小于均衡值。我们测量的概率分布的接触每单位表面长度$\mathcal{P}(\vartheta)$在极角$\vartheta$相对于spherocylinder脊柱,并发现,$α\to 0$这种分布似乎发散在$\vartheta=π/2$,给一个有限的极限概率接触上消失的小平面两侧spherocylinder。最后,我们考虑的平均接触力的变化作为在颗粒表面上的位置的函数。
2019-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Effective elasticity of a flexible filament bound to a deformable cylindrical surface
我们使用数值模拟来展示如何一个完全灵活的细丝绑定到一个可变形的圆柱形表面可能获得宏观持久性长度和螺旋构象。这是弹性薄板变形时的非平凡弹性响应的结果。我们发现,细丝的螺距是完全由表面的机械性能,并可以通过改变细丝的结合能进行调谐。我们提出了简单的缩放参数来理解这种现象背后的物理机制,并提出了一个相图,表明在什么条件下,人们应该期望一个完全灵活的链表现为螺旋半柔性长丝。最后,我们讨论了我们的结果的影响。
2010-05-13 cond-mat.soft
Liquid Crystals on Deformable Surfaces
分子被约束在曲面切向束上的液晶显示出有趣的现象,这是由于液晶的弹性自由能和体自由能与曲面几何性质的紧密耦合。我们推导出了一致的Frank-Oseen-Helfrich和Landau-de Gennes-Helfrich模型,该模型考虑了指向矢/Q-张量场和表面的同时弛豫。由此产生的系统的矢量或张量值表面偏微分方程和几何演化规律的数值求解,以解决这些系统的丰富的动态,并计算由此产生的平衡形状。结果强烈依赖于内在和外在的曲率贡献,并可能导致意想不到的不对称形状。
2019-11-25 cond-mat.soft
Designing Surface Charge Patterns for Shape Control of Deformable Nanoparticles
设计基于可变形纳米颗粒(NPs)的可重构材料取决于对这些NPs可以采用的能量有利形状的理解。使用模拟,我们表明,中空,可变形的补丁NP定制的表面电荷模式,如Janus补丁,条纹,多面体分布的补丁不同地适应他们的形状,以响应模式和离子强度的变化,转变成胶囊,半球,可变酒窝碗,多面体。NP表面电荷,形状和弹性能量密度的各向异性之间的联系进行了讨论。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.comp-ph
Jamming Distance Dictates Colloidal Shear Thickening
我们报告的动态接触网络的胶体悬浮液剪切增稠的实验和计算观察。致密的悬浮液由空间稳定的聚(甲基丙烯酸甲酯)硬球胶体组成,其是球对称的,并具有不同的表面粗糙度。共焦流变仪和耗散粒子动力学模拟表明,剪切增稠强度与缩放赤字接触数和缩放堵塞距离呈指数关系。与光滑胶体相比,粗糙胶体经历额外的切向和滚动约束,需要平均少1.5 - 2个颗粒接触,以产生相同的剪切增稠强度。这是因为表面粗糙度增强了几何摩擦,使得粗糙胶体在堵塞点附近的自由体积不会发生大的变化。相比之下,光滑的胶体必须经历自由体积的显着减少,以支持等效的剪切应力。不同胶体粗糙度下的有效自由体积与剪切下堵塞时最大近邻数的不足有关。我们的研究结果进一步表明,每个接触的力是不同的颗粒具有不同的形态。
2021-06-03 cond-mat.soft
Jamming, Friction and Unsteady Rheology
探讨了颗粒介质、分子玻璃和复杂流体中摩擦和堵塞之间的联系。本文首先回顾了测量摩擦的方式,观察到的结果的类型,以及宏观表面之间接触的几何形状。然后简单的模型的起源静摩擦进行了说明。这些都无法解释宏观物体之间静摩擦的普遍观测。表面粗糙度和化学不均匀性的影响进行了讨论,并示出在我们的三维世界中产生指数弱的静摩擦。相比之下,堵塞的“第三机构”之间存在的大多数表面被证明产生静摩擦,这是符合宏观测量。分子薄流体膜堵塞的实验和模拟研究进行了描述,并与体玻璃化转变的研究。本文的结论是考虑不稳定的粘滑运动时,经常出现的系统变得足够大的应力unjammed。不同类型的粘滑运动的识别,并探讨其起源。
1999-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Acoustic Probing of the Jamming Transition in an Unconsolidated Granular Medium
沿着未固结颗粒堆积结构的机械自由表面引导的声波实验提供了关于颗粒介质在非常低的压力下的弹性的信息,该压力自然地由重力加速度和表面下的深度控制。比较所确定的色散关系与理论模型的引导表面声学模式揭示了颗粒介质的弹性模量对压力的依赖性。实验证实了最近的理论预测,通过非仿射运动的无序颗粒堆积松弛导致一个特殊的缩放剪切刚度与压力附近的堵塞过渡对应于零压力。出乎意料的是,与大多数现有理论不一致的是,体积模量以与剪切模量非常相似的方式取决于压力。
2019-11-15 cond-mat.soft physics.class-ph
Dislocation dynamics on deformable surfaces
TU Dresden(德累斯顿工业大学);University of Oslo(奥斯陆大学)
本研究提出了一种适用于变形表面的位错动力学模型,揭示了曲率对缺陷运动的影响,并建立了表面-APFC模型以预测和解释曲率-缺陷耦合现象。
2026-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluid deformable surfaces with variable thickness - a Surface Shallow-Water-Helfrich model
TU Dresden(德累斯顿工业大学);Center for Systems Biology Dresden (CSBD)(德累斯顿系统生物学中心);Cluster of Excellence Physics of Life (PoL)(生命物理学卓越集群)
该研究针对上皮组织的固体-流体双重特性,提出表面浅水波-赫耳弗里克模型,引入厚度场替代不可伸长约束,开发表面有限元数值格式,经测试可用于模拟形态发生过程中表面形状的演化。
2026-10-09 cond-mat.soft
Active nematodynamics on deformable surfaces
该研究在可变形表面上建立活性向列动力学模型,揭示曲率使拓扑缺陷产生法向力,为形态发生提供动态基础。
2024-05-22 cond-mat.soft math-ph math.DG
Motion of a deformable drop of magnetic fluid on a solid surface in a rotating magnetic field
实验研究了在低频(1Hz量级)均匀磁场的作用下,置于固体水平面上的磁流体液滴在垂直面内旋转时的行为。观察并研究了液滴的形状变形和旋转运动。测量了不同场幅值和场频率下的液滴平移速度。
2012-03-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shape Evolution of Fluid Deformable Surfaces under Active Geometric Forces
针对流体可变形表面模型应用于形态发生需纳入主动力的需求,研究响应平均曲率梯度的主动几何力引发的形状不稳定性,采用表面有限元与半隐式时间步进的数值方法验证了最优收敛性。
2024-08-19 cond-mat.soft math-ph math.MP
Active Flows and Deformable Surfaces in Development
我们回顾了弯曲和变形流形上流动介质的主动流体动力学描述的进展:发展过程中单层上皮和/或其他组织的连续描述的最新技术。首先,在简要概述了活动,流量和流体动力学的描述,我们强调的通用挑战,确定依赖于所谓的主动动力学系数的动态变量-主动对应耗散昂萨格系数。我们继续描述一些关于曲率和主动流动如何相互作用的微妙之处,以及当表面可变形时出现的问题。最后,我们围绕这些理论在发育生物学中的效用进行了广泛的讨论。这包括分析技术的局限性,与数值积分相关的挑战,拟合数据和推理,以及未来的潜在工具,如离散微分几何。
2021-03-23 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
The Role of Hydrogen Bridging Bonds in the Shear-Thickening and Jamming of Dense Suspensions
The University of Chicago(芝加哥大学);Dankook University(檀国大学);ExxonMobil Technology and Engineering Company(埃克森美孚技术与工程公司)
研究通过改变溶剂分子结构影响粒子-溶剂和溶剂-溶剂相互作用,揭示氢键对悬浮液剪切增稠和阻塞行为的调控作用。
2026-05-13 cond-mat.soft
Controlling Shear Jamming in Dense Suspensions via the Particle Aspect Ratio
颗粒在液体中的稠密悬浮液表现出丰富的非牛顿行为,如剪切增稠和剪切堵塞。已知剪切增稠通过增加颗粒的摩擦相互作用以及通过使它们的形状更加各向异性来增强。然而,对于剪切堵塞,仅研究了颗粒间摩擦的作用,而改变颗粒形状的效果迄今尚未得到系统的研究。为了解决这个问题,我们在这里合成光滑的二氧化硅颗粒和设计的颗粒表面化学产生强烈的摩擦相互作用,使致密的,水悬浮液的球体表现出明显的剪切堵塞。然后,我们改变颗粒的纵横比从$Γ$ =1(球)到$Γ$ =11(细棒),并进行流变测量,以确定颗粒各向异性对剪切堵塞及其前体,不连续剪切增稠的影响。保持摩擦相互作用固定,我们发现,增加纵横比显着减少$ϕ_m$,最小的颗粒堆积分数可以观察到剪切堵塞,低$ϕ_m=33\%$的值为$Γ$ =11。由于摩擦和形状各向异性,独立控制颗粒相互作用的能力产生的悬浮液的增稠和干扰能力的基本见解,并提供了一个框架,合理设计剪切干扰特性。
2019-01-13 cond-mat.soft
Jamming as a topological satisfiability transition with contact number hyperuniformity and criticality
本文通过最小网络模型中的拓扑可满足性转变揭示堵塞转变的超均匀性与临界性源于等静力学与机械稳定性的双重约束,并发现其指数与无摩擦堵塞一致,提出新的非平衡相变普适类。
2025-06-19 cond-mat.soft
Modelling fluid deformable surfaces with an emphasis on biological interfaces
流体可变形表面在细胞和组织生物学中普遍存在,包括脂质双层、肌动球蛋白皮质或上皮细胞片。这些接口表现出弹性,低雷诺数界面流体力学,化学和几何形状之间的复杂的相互作用,并管理重要的生物过程,如细胞交通,分裂,迁移,或组织形态发生。为了解决这类问题所带来的建模挑战,其中界面现象与表面的形状和动力学紧密相互作用,我们开发了一个通用的连续介质力学和计算框架的流体可变形表面。流体变形表面的固-流双重性质挑战了经典的拉格朗日或欧拉变形体描述。在这里,我们扩展的概念,拉格朗日-欧拉(ALE)配方,以及建立散装介质,变形表面。为了系统地开发流体可变形表面的模型,一致地对待所有场和几何形状之间的耦合,我们遵循一个非线性Onsager形式主义,根据该动态最小化Rayleighian功能的耗散,功率输入和能量释放率竞争。最后,我们提出了新的计算方法,建立在Onsager的形式主义和我们的ALE制定,处理由此产生的刚性系统的高阶偏微分方程。我们将我们的理论和计算方法应用于脂质双层和细胞皮层的经典模型。这里开发的方法使我们能够制定/模拟这些模型的第一次在其完整的三维通用性,占有限的曲率和有限的形状变化。
2018-12-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Geometry of wave propagation on active deformable surfaces
基本的生物和仿生过程,从组织形态发生到软机器人,都依赖于化学和机械表面波的传播来发出信号并协调主动力的产生。表面几何形状和收缩波动力学之间的复杂相互作用仍然知之甚少,但对于未来化学驱动的软机器人和活性材料的设计至关重要。在这里,我们耦合原型化学波和反应扩散模型的非欧几里德壳力学,以确定和表征化学机械波传播的活性可变形表面上的通用功能。我们的理论框架验证对最近的数据,海鞘和海星卵母细胞的收缩波测量,在这两种情况下产生良好的定量协议。然后,应用该理论来说明如何几何形状和预先存在的离散对称性可以被用来集中主动弹性表面波。我们强调的化学机械耦合的实际潜力,通过演示自发波诱导的各种几何形状的弹性壳的运动。总而言之,我们的研究结果显示了如何利用几何形状,弹性和化学信号来构建动态适应性,自主移动的机械表面波导。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Localized Transient Jamming in Discontinuous Shear Thickening
我们报告的直接测量的空间分辨的表面应力在整个表面的致密悬浮液在不连续剪切增稠(DST)使用边界应力显微镜(BSM)在平行板流变仪。我们发现,在DST开始时的大的波动的体积流变响应的结果是本地化的过渡到一个状态,具有非常高的应力,与充分堵塞的固体,使直接接触的剪切边界一致。堵塞的固体状相(SLP)迅速断裂,产生两个沿相反方向传播的单独的SLP。通过比较SLP的传播速度与限制板的运动,我们推断出一个保持与底部边界接触,另一个保持与顶部接触。这些区域生长、分叉,并最终以复杂的方式相互作用和衰减,这取决于测量条件(恒定剪切速率与恒定应力)。在恒定施加应力模式下,BSM直接显示了标准体流变学中完全忽略的剧烈应力波动。
2020-02-25 cond-mat.soft
Statics of polymer droplets on deformable surfaces
采用球-弹簧模型的分子动力学模拟,研究了聚合物液滴在软变形表面上的平衡性质。该表面由聚合物刷组成,该聚合物刷具有不可逆地末端拴系到平坦固体基底上的线性均聚物链。我们通过改变接枝密度来调节表面的柔软度。液滴由各种链长的珠弹簧聚合物组成。首先,这两个系统,刷和聚合物液体,进行了独立的研究,以确定其静态和动态性能。特别是,使用AFM实验的数值实现,我们测量的剪切模量的刷子表面和比较的结果,理论预测。然后,我们研究了具有不同接触角的聚合物液滴在不同柔软度的基底上的润湿行为。密度分布揭示,在一定条件下,形成的润湿脊下的三相接触线。帽形液滴和圆柱形液滴也进行了比较,以估计线张力相对于液滴尺寸的影响。最后,模拟的结果进行了比较,占的表面张力和软基板的顺应性的现象学的自由能计算。取决于表面/液滴相容性、表面柔软度和液滴尺寸,观察到两种制度之间的过渡:从液滴表面能平衡与表面的粘附力的一种制度,这是经典的Young-Dupré润湿制度,到粘附力、液滴和表面弹性能之间发生耦合的另一种制度。
2011-07-14 cond-mat.soft physics.chem-ph
Gauge Freedom and Objective Rates in the Morphodynamics of Fluid Deformable Surfaces: the Jaumann Rate vs. the Material Derivative
本文澄清了流体可变形表面形态动力学中混淆的Eulerian与Lagrangian视角及三种规范自由度,证明客观率仅限物质导数与Jaumann率,并分别阐述了其适用场景与应用示例。
2024-06-26 cond-mat.soft math-ph math.MP
Topological boundary modes in jammed matter
处于干扰过渡的颗粒物质处于机械稳定的边缘,因此这些随机系统可能具有拓扑保护的表面声子。研究两个模型系统堵塞的物质,我们发现,表现出不同的机械拓扑类,保护表面模式,无处不在的Weyl点的状态。边界模式的详细统计数据,使测试的干扰过渡的详细功能的标准理解,并表明,部分这一论点是无效的。
2016-06-23 cond-mat.soft
Energetics-based model for a diffusiophoretic motion of a deformable droplet
Chiba University(千叶大学);Kobe University(神户大学);Hokkaido University(北海道大学);Josai University(城西大学)
本文提出了一种基于能量的模型,用于描述可变形液滴在表面张力梯度驱动下的扩散性运动,并分析了三种稳定状态的过渡。
2026-03-10 cond-mat.soft nlin.PS
Soft swimming: Exploiting deformable interfaces for low-Reynolds number locomotion
往复运动不能用于在低雷诺数下在无限流体中或刚性表面附近的运动。在这里,我们表明,对于在可变形界面附近进行往复运动的物体,这一限制是放松的。使用物理参数和缩放关系,我们表明,由相互流动引起的界面变形所产生的非线性整流的游泳者的周期性运动,导致运动。这样的策略可以用来移动朝向,远离和平行于任何可变形的界面,只要涉及的长度尺度小于内在尺度,我们确定。一个近自由面的宏观扑翼运动实验说明了这一新的结果。
2008-06-27 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Wrinkling of fluid deformable surfaces
本文用流体动力学理论模拟流体可变形表面,数值研究体积减小或面积增大导致的起皱与粗化,获得波数普适标度律,并揭示高 Reynolds 数下起皱受抑制及 Helfrich 能量主导的整体形变。
2024-01-24 cond-mat.soft math-ph math.MP
The influence of surface roughness on the rheology of immersed and dry frictional spheres
施加压力的流变仪是用来检查的影响,表面粗糙度的流变性的浸没和干燥的摩擦球在密集的制度。准静态有效摩擦系数的值是不显着的颗粒粗糙度的影响,而堵塞的临界体积分数随粗糙度的增加而降低。这些值被发现是类似的浸没和干燥的条件。通过最大体积分数重新标度体积分数导致主曲线上的流变数据崩溃。渐近行为检查接近干扰过渡。
2019-04-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Motility-driven glass and jamming transitions in biological tissues
致密组织内的细胞运动控制着许多生物学过程,包括胚胎发育和癌症转移,最近的实验表明这些组织表现出集体玻璃化行为。为了对组织中的玻璃化转变进行定量预测,我们研究了一种自推进的Voronoi(SPV)模型,该模型同时捕获融合组织中的极化细胞运动和多体细胞-细胞相互作用,其中细胞之间没有间隙。我们证明,该模型表现出从固体状状态到流体状状态的干扰过渡,其由三个参数控制:单细胞运动速度,单细胞轨道的持续时间,以及表征细胞-细胞粘附和皮质张力之间竞争的目标形状指数。与传统的颗粒玻璃相比,我们能够确定一个实验上可访问的结构序参量,指定整个干扰表面作为模型参数的函数。我们证明了一个连续软玻璃流变模型精确地捕捉到这种过渡的小持续时间的限制,并解释它是如何失败的大持续时间的限制。这些结果为理解在胚胎发育和癌症进展中观察到的集体固体到液体的转变提供了一个框架,这可能与这些组织中的上皮到间充质的转变有关。
2016-03-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.bio-ph
Interparticle hydrogen bonding can elicit shear jamming in dense suspensions
液体中硬颗粒的稠密悬浮液可能表现出惊人的反直觉行为,例如不连续剪切增稠(DST)[1-8]和可逆剪切堵塞(SJ)进入有限屈服应力状态[9-13]。最近的研究发现,从流体动力学相互作用到摩擦颗粒接触的应力激活交叉是这些行为的关键[2-4,6-8,10,14]。然而,许多悬架仅显示DST而不显示SJ。在这里,我们表明,颗粒表面化学可以发挥核心作用,创造条件,允许SJ。我们发现该系统的能力,形成粒子间氢键时,剪切成接触eligible SJ。我们证明了这与电荷稳定的聚合物微球和非球形玉米淀粉颗粒,控制与溶剂形成氢键。SJ的倾向通过拉伸试验[13]进行量化,并通过原子力显微镜与增强的摩擦力相关联。我们的研究结果扩展了对SJ机制的基本理解,并为设计强非牛顿流体开辟了新的途径。
2017-07-28 cond-mat.soft
Rheology and microrheology of deformable droplet suspensions
软胶体颗粒的稠密悬浮液显示出广泛的物理和流变性质,这些性质仍然远未被完全理解。为了阐明胶体流的变形能力的作用,我们采用计算机模拟来测量的表观粘度的可变表面张力的液滴系统进行压力驱动的流。我们确认,我们的悬浮液一般经历不连续的剪切稀化,并确定的发病的不连续性上的表面张力的依赖性。我们发现悬浮液的有效粘度主要由毛细管数决定。我们提出了积极的微观流变学模拟,其中一个单一的液滴被拖动通过悬浮液。这些也显示了一个动态的相变,类似于一个与不连续的剪切变稀在我们的解释。这种转变是由液滴速度与所施加的力之间的不连续性发出的信号。
2018-08-30 cond-mat.soft
How Surface Roughness Affects the Interparticle Interactions at a Liquid Interface
本研究通过实验与数值模拟,发现粗糙表面纳米胶体在液体界面因毛细吸引产生中间态,且粗糙度摩擦降低堵塞点并导致单层膜离面塌陷。
2023-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The structural, vibrational, and mechanical properties of jammed packings of deformable particles in three dimensions
该研究探究三维可变形颗粒阻塞堆积的特性,发现弯曲能的有无会显著影响振动模式、等静压性及剪切模量与压强的标度关系,强调了颗粒形变和形状变化对软材料建模的重要性。
2021-08-22 cond-mat.soft
Fluid-Glass-Jamming Rheology of Soft Active Brownian Particles
本研究数值模拟软活性布朗粒子二元混合物的剪切流变,发现低剪切速率下牛顿区、高剪切速率下剪切变稀及高密度下屈服应力,构建活性替代温度的流体-玻璃-堵塞相图,表明致密无序活性固体主要由无热堵塞主导。
2023-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Morphology of active deformable 3D droplets
我们在三维空间中数值研究了活动微滴的形态和向错线动力学。虽然我们的模型只采用了最简单的形式的非手性主动应力,主动微滴显示出前所未有的复杂形态。对于伸展活动,指状突起生长在向错线与液滴表面相交的点处。然而,对于收缩活动,活动场驱动杯状液滴内陷、奔跑和翻滚运动或表面皱纹的形成。这种多样性的行为被解释在活跃的锚定,活跃的流动和动态的能动位错线之间的相互作用。我们讨论了我们的研究结果,如形态发生,集体癌症入侵和生物膜的形状控制的生物过程中,这表明,一些生物系统可能共享相同的潜在机制,作为活性微滴。
2020-10-20 cond-mat.soft physics.bio-ph
Shear thickening and jamming of dense suspensions: the "roll" of friction
基于粒子的模拟不连续剪切增稠(DST)和剪切堵塞(SJ)悬浮液被用来研究应力激活的约束的作用,重点是抵抗齿轮状滚动。滚动摩擦降低了DST和SJ所需的体积分数,与具有粘合剂表面化学和“粗糙”颗粒形状的真实悬浮液定量一致。与仅滑动摩擦相比,它设置了摩擦力网络的独特结构,并且从动力学的角度来看,导致速度相关长度的增加,部分原因是粘度增加。因此,滚动摩擦的物理特性是全面理解强剪切增稠材料的关键因素。
2020-05-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn