Anomalous Elasticity and Screening in Amorphous Solids
非晶态固体似乎对小的外部应变有弹性反应，但与理想弹性介质相反，在任何应变值下，塑性反应立即大量存在。这种塑性响应在本质上是准局部化的，其中“最便宜”的是四极源。这种塑性响应的存在导致{ \em屏蔽弹性}，其中应变和应力可以根据具体的屏蔽机制在数量上或质量上不同于未屏蔽理论。在这里，我们提供了一个理论，这种屏蔽效应的塑料四极，偶极子和单极子，解释他们的自然外观，并指出类似的静电屏蔽的电荷和偶极子。对于低密度的四极杆，与纯弹性理论相比，其效果是使弹性模量归一化而没有质的变化;对于较高密度的四极杆，屏蔽效应导致质的变化。预测的空间依赖性的位移场所造成的本地源的应变和数值模拟相比。我们发现反常弹性比静电学更丰富，因为它具有静电模拟中没有的屏蔽模式
2021-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Anomalous elasticity in nematic and smectic elastomer tubule
我们研究的异常弹性的小管阶段的弹性体和近晶弹性体膜，这是平坦的一个方向，在另一个皱巴巴的。这些相具有相同的宏观对称性，包括自发破缺的面内各向同性，因此属于相同的普适类。在膜的固有尺寸D的上临界值$D_c =3$以下，热波动相对于沿小管轴的弹性位移使弹性重新归一化，使得用于沿小管轴压缩和用于弯曲小管轴的弹性模量变得依赖于长度尺度。这种反常的弹性与d维的常规smectics属于同一普适类，其中D扮演d的角色。对于物理小管，D=2，这种异常是幂律型的，因此可能比常规smectics中的对数异常更容易通过实验检测。
2008-08-12 cond-mat.soft
Anomalous Elasticity in Classical Glass-formers
非晶态固体在机械应变下易于发生塑性响应。最近的工作表明，在非晶颗粒系统中，这些典型的四极性质的塑性事件可以屏蔽弹性响应。当四极子的密度高时，四极子场的梯度充当紧急偶极源，导致机械响应的定性变化，例如在位移场中所见。在本文中，我们研究了屏蔽在经典的玻璃形成的效果。它们由通过二元力相互作用的点粒子组成。两个逆幂律力和Lennard-Jones相互作用进行检查，它表明，在这两种情况下的弹性响应可以强烈屏蔽，与新的理论。偏离经典弹性理论的程度参数化的建议的新措施，显示有一个功能依赖的能量损失的塑性响应的量。
2022-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Discrete rearranging disordered patterns, part II: 2D plasticity, elasticity and flow of a foam
泡沫塑料的塑性流动是由气泡重排引起的。我们在实验中研究它们的发生，其中泡沫被迫在2D中流动：围绕障碍物;通过窄孔;或在旋转盘之间剪切。我们使用在配套论文中定义的拓扑矩阵来描述它们的方向和频率（Graner等人，预印本），这将它们与大规模的连续塑性联系起来。然后，我们提出了一个唯象方程来预测塑性应变速率：其方向是由泡沫的局部弹性应变确定的;其速率是由泡沫的局部伸长率确定的。我们获得了良好的协议与统计测量。这使我们能够将泡沫描述为具有流体、弹性和塑性特性的连续介质。我们推导出它的本构方程，然后测试它的几个条款和预测。
2008-01-08 cond-mat.soft
Direct Measurement of Dipoles in Anomalous Elasticity of Amorphous Solids
非晶态固体物理学研究的最新进展表明，机械应变可以通过形成本质上通常为四极的塑性事件来强烈屏蔽。该理论规定，四极子的密度梯度作为紧急偶极子源，导致强屏蔽和机械响应的质的变化，例如在位移场中所看到的。在这封信中，我们首先提供直接测量的偶极场，独立于任何理论假设，其次，我们证明了最近提出的理论的详细协议。这两个目标是通过使用模拟和实验的数据来实现的。最后，我们将展示如何测量的偶极场精确的理论参数，确定的位移场的轮廓。
2021-11-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Anomalous elasticity of nematic elastomers
利用重整化场论的幂方法研究了弹性体的反常弹性。利用对称性和相关性的一般论点，我们引入了一个最小的Landau-Ginzburg-Wilson弹性能量的弹性体。执行一个图解的低温膨胀，我们分析的位移场的波动和低于上临界尺寸3。我们的分析揭示了某些弹性模量的异常，在这个意义上，它们取决于长度尺度。在$d = 3$中，这种依赖性是对数的，在$d=3$以下，它是具有反常标度指数的幂律类型。4个相关的剪切模量之一消失在长的长度尺度，而唯一相关的弯曲模量发散。
2002-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation-stabilized marginal networks and anomalous entropic elasticity
本文研究了虎克弹簧热网络的弹性性质。在纯粹的机械极限，这样的系统被称为具有消失的刚性时，他们的连接下降到一个临界，均衡值。在这项工作中，我们表明，热网络表现出非零的剪切模量$G$远低于均衡点，并且该模量表现出异常的，次线性的温度依赖性$T$。在均衡点，$G$随着$T$的平方根而增加，而我们发现$G \propto T^α$低于均衡点，其中$α \simeq 0.8$。我们发现，这种异常的$T$依赖性是熵的起源。
2013-08-12 cond-mat.soft
Elasticity of disordered binary crystals
由几种成分组成的晶体的性质可以广泛地调节。通常产生固溶体，其中取代或取代无序决定晶体的热力学和机械性质。这种化学和结构上的无序阻碍了对这种固溶体弹性的研究，因为像势展开这样的标准程序无法应用。我们提出了一个推广的密度泛函为基础的方法最近开发的单组分晶体多组分晶体。它产生的弹性常数的表达式有效的固溶体与任意数量的点缺陷和熔融温度。此外，声学和光学声子的本征频率可以从平衡粒子密度和建立的经典密度泛函的线性响应计算。作为原理的证明，计算了两种不同二元晶体的色散关系：随机fcc晶体作为替代晶体的示例，无序氯化钠结构作为间隙固溶体的示例。在其中一个分量仅与其他分量弱耦合的情况下，色散关系产生特征签名。声学分支在第一布里渊区的大部分变得平坦，并且声学和光学分支之间的交叉发生在可以远远超过晶格间距的波长处。
2019-10-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stability and anomalous entropic elasticity of sub isostatic random-bond networks
我们研究了在体应变作用下热化弹簧网络的弹性。所考虑的网络是次均衡的随机债券网络，在无热的限制，是已知的体积和线性剪切模量在零体积应变消失。然而，在体应变阈值以上，这些网络变得刚性，尽管令人惊讶地剪切模量保持为零，直到第二个更高的应变阈值。我们发现，热波动稳定的刚性过渡以下的所有网络，导致系统具有有限的体积和剪切模量。我们的研究结果表明，$T^{0.66}$温度依赖性的模量在低于体应变阈值的区域，导致网络具有异常高的刚性相比，普通的熵弹性。此外，我们发现第二个政权的异常温度标度的剪切模量在其零温度刚性点，在那里它的规模为$T^{0.5}$，行为是不存在的体积模量，因为它的非热刚性过渡是不连续的。
2015-04-02 cond-mat.soft
Anomalous elasticity of nematic and critically soft elastomers
单轴弹性体的特征在于五个弹性常数。如果它们的弹性模量C_5描述了包含各向异性轴的平面内的剪切应变的能量为零，则它们被称为软的。在空间维度d小于或等于3，软弹性体表现出异常的弹性与一定的长度尺度依赖的弯曲模量发散和剪切模量消失在大的长度尺度。使用d = 3时的重整化场论和ε= 3 - d中的一阶场论，我们计算了两个软系统的临界指数和表征异常弹性的其他性质：（i）弹性体，其中柔软度是由与从各向同性状态到非均质状态的转变相关的自发对称性破缺诱导的Goldstone模式的表现，和（ii）我们称之为临界软弹性体的一种特殊形式，其中C_5 = 0对应于一个临界点，该临界点终止了C_5 > 0的单轴弹性体的稳定状态。
2003-11-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Soft elasticity of RNA gels and negative Poisson ratio
我们提出了一个模型的RNA凝胶的弹性性能。该模型预测的形式的负泊松比和形状不稳定性的异常弹性性能。这种反常弹性是由单链RNA的非高斯力-形变关系产生的。双链序列和伴随的单轴弹性体的软模产生的旋转对称性破缺极大地放大了这种效应。
2005-12-18 cond-mat.soft
The effect of chain polydispersity on the elasticity of disordered polymer networks
由于其独特的结构和机械性能，无规交联聚合物网络在许多不同的领域发挥着重要作用，从细胞生物学到工业过程。为了阐明这些属性是如何控制的网络的物理细节（\textit{e.g.}链长和端到端的分布），我们产生了无序的幻影网络与不同的交联剂浓度$C$和初始密度$ρ_{\rm init}$，并评估其弹性性能。我们发现，在相同的链浓度与相同的$C$，这决定了链的数量和链长分布的网络计算的剪切模量，强烈依赖于网络的制备协议，这里由$ρ_{\rm init}$控制。我们合理化这种依赖性，采用通用的应力-应变关系的聚合物网络，不依赖于特定形式的聚合物端到端的距离分布。我们发现，网络的剪切模量是一个非单调函数的密度的弹性活动股，这种行为有一个纯粹的熵的起源。我们的研究结果表明，如果短链是丰富的，因为它总是随机交联的聚合物网络的情况下，准确的链构象分布的知识是必不可少的正确预测的弹性性能。最后，我们将我们的理论方法应用于已发表的实验数据，定性地证实了我们的解释。
2021-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous Elasticity and Emergent Dipole Screening in Three-Dimensional Amorphous Solids
将描述非晶固体塑性事件的屏蔽理论扩展至三维，预测并解释了非晶固体中无晶体缺陷类比的涌现非拓扑分布偶极屏蔽现象及其反常力学响应。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity of self-organized frustrated disordered spring networks
本文研究可调力学无序的自组织阻挫弹簧网络，揭示多尺度弹性标度律和普适四次玻璃态振动谱，强调自组织对玻璃弹性的关键作用。
2024-01-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress-stress correlations in two-dimensional amorphous and crystalline solids
本文用经典弹性理论结合实验与模拟数据，证明二维非晶固体与各向同性晶体固体在静态应力-应力关联上不可区分，且 pinch-point 奇点并非非晶独有，证实了静态应力关联的普适性。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local structure controls shear and bulk moduli in disordered solids
用于研究物质力学响应的范例模型系统是点原子的随机网络、随机球填充或简单晶格，所有这些模型都假设粒子/原子之间的中心力相互作用。这些模型中的每一个都在空间排列和粒子之间的相关性方面有所不同。反过来，这反映在剪切（G）和压缩（K）弹性模量的广泛不同的行为中。以G、K和它们的比率编码的宏观弹性与微观晶格结构/有序之间的关系尚不清楚。我们提供了一个定量的分析之间的联系的局部取向秩序和弹性的模型非晶态固体具有不同的内部微观结构，侧重于两个相反的限制包装（强排斥体积）和网络（无排斥体积）。该理论预测，在包装，局部取向秩序，由于排除体积导致较少的非亲和性（更软或更大的刚度）压缩下比剪切下。这导致G/K值较低，这是一种缺乏微观解释的有据可查的现象。该理论还提供了一个很好的一个参数描述的弹性压缩乳液在较宽的范围内的包装分数与实验数据相比。
2016-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Non-Hermitian chiral surface waves in disordered odd solids
School of Mechanical Engineering, Tel Aviv University（特拉维夫大学机械工程学院）；Center for Physics and Chemistry of Living Systems, Tel Aviv University（特拉维夫大学生命系统物理与化学中心）
研究发现无序奇数固体中存在非厄米特奇异性表面波，具有更强的表面局域性和稳定的边界速度，为控制此类波提供了新策略。
2026-03-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
On the anomalous elasticity in the mechanical response of amorphous solids
Sorbonne Université（索邦大学）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）
研究无序固体在机械扰动下的弹性与塑性变形，揭示局部不可逆重构与Eshelby类四极子奇异性导致的异常弹性行为，通过弹性-塑性模型与原子模拟对比，探讨四极子密度在热力学极限下的零条件及尺度依赖的长波弹性失效机制。
2026-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of aging on the non-linear elasticity and memory formation in materials
无序的固体通常会随着它们的缓慢老化而改变它们的弹性响应。通过实验和模拟，我们研究了在外加应力下老化无序平面网络如何影响其非线性弹性响应。我们能够显着修改我们的系统在非线性制度的弹性性能。使用模拟，我们研究了两种模型的微观演化的性质，这样的材料，第一个考虑的材料强度的变化，而第二个考虑在微观几何形状的扭曲。这两种模型都捕捉到了实验的不同方面，包括系统老化历史记忆的编码以及对材料非线性弹性特性的巨大影响。我们的研究结果表明，如何老化可以用来创建复杂的弹性行为的非线性制度。
2020-08-16 cond-mat.soft
Connecting anomalous elasticity and sub-Arrhenius structural dynamics in a cell-based model
本研究探讨了2D Voronoi模型中亚阿伦尼乌斯结构动力学与反常弹性的关系，发现其弹性模量随温度单调增加，且平台剪切模量$G_p$调制细胞重排的能量势垒，推测欠约束系统可能产生新的“超强”玻璃形成体。
2024-09-27 cond-mat.soft
Microscopic mechanism for experimentally observed anomalous elasticity of DNA in 2D
通过探索最近的模型[Palmeri，J.，M. Manghi和N.德斯坦维尔2007.物理修订信函99：088103]其中，由蠕虫状链模型描述的DNA弯曲弹性与碱基对变性相结合，我们证明了当被限制在二维（2D）中时，小的变性气泡导致纳米尺度的DNA柔性的异常，如原子力显微镜（AFM）实验中所报道的[Wiggins，P.A.，等人，2006年。Nature Nanotech. 1：137-141]。我们的模型产生非常好的拟合实验数据和定量预测，可以通过实验进行测试。虽然当DNA在三维（3D）中自由波动时存在这种异常，但它们太弱而无法被检测到。螺旋双链DNA中碱基之间的相互作用通过在2D基底上的静电吸附来修饰，这有利于局部变性。这项工作调和了观察到的2D和3D DNA弹性特性之间的明显差异，并指出，DNA（及其伴随蛋白质和酶）的3D特性的结论并不直接遵循AFM的2D实验。
2009-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breakdown of Elasticity in Amorphous Solids
固体的特征是它对外部压力的反应方式。有序的固体，如晶体，显示一个弹性的制度，其次是塑性的，都很好地理解微观方面的晶格畸变和位错。对于非晶态固体，情况反而不太清楚，对变形和应力响应的微观理解是一个非常活跃的研究课题。几项研究表明，即使在弹性状态下，低温下的响应也非常不稳定，非常类似于无序磁性材料。在这里，我们表明，在一个非常大的类的非晶态固体这种行为出现通过降低温度作为一个相变的标准弹性行为打破。在过渡区，所有的非线性弹性模量发散，标准弹性理论不再成立。在过渡区以下，对变形的响应变得与历史和时间相关。
2016-01-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Clogging transition and anomalous transport in driven suspensions in a disordered medium
本文通过模拟受迫 Brownian 粒子在无序介质中的运动，刻画反常输运向堵塞的转变，并以单瓶颈情形验证其普遍性。
2024-01-25 cond-mat.soft
Odd dipole screening in disordered matter
针对无序固体缺乏连续介质力学描述的问题，提出引入非保守屏蔽模量的理论，准确预测二维颗粒系统的非仿射位移场及剪切模量消失，奠定新描述基础。
2024-04-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anomalous elasticity, fluctuations and disorder in elastic membranes
出于自由悬浮的石墨烯和聚合膜在软和生物物质，我们提出了一个无张力的弹性片在热波动和淬火无序的存在下的详细研究。这份手稿是基于一份可追溯到1993年的广泛草案，该草案私下流传。它提出了一般的理论框架和计算细节的许多结果，其中部分形式已发表在简短的信件（乐Doussal和Radzihovsky 1992年）。原子薄石墨烯片的实验实现推动了这一迷人学科的复兴，使我们过时的预测及其详细的推导及时。为此，我们分析了统计力学的广义D维弹性“膜”嵌入d维使用自洽屏蔽近似（SCSA），这已被证明是前所未有的准确，在这个系统中，准确的三个互补的限制：d -->无穷大，D --> 4，和D=d。聚焦于临界“平坦”相，对于嵌入在三维中的均匀二维膜，我们预测其普遍的长度尺度相关的粗糙度、弹性模量指数和普遍的负泊松比为-1/3。我们还将这些结果扩展到短期和长期相关的随机异质性，预测各种玻璃状褶皱膜状态。最后，我们还预测和分析了一个连续的皱曲过渡的“幻影”弹性片材。我们希望SCSA理论的详细介绍将有助于自由悬浮石墨烯的进一步理论发展和相应的实验研究。
2017-08-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuum mechanics of differential growth in disordered granular matter
针对无序颗粒物质力学响应缺乏完整连续介质描述的问题，提出将生长场纳入平衡方程的奇偶极屏蔽几何理论，预测并模拟验证了非均匀生长场引发的异常位移场，揭示了奇参数与泊松比的关系。
2024-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anomalous elasticity of cellular tissue vertex model
用于描述细胞组织的顶点模型具有由每个细胞面积和周长与目标值的偏差控制的能量。面积和周长之间的约束非线性关系导致新的力学响应。在这里，我们提供了一个高度简化的模型的平均场处理：没有拓扑重排的规则多边形的均匀网络。由于所有的多边形都以相同的方式变形，我们只需要分析单个多边形（单元）的基态和对变形的响应。该模型表现出已知的流体/相容状态之间的过渡，其中细胞可以容纳目标区域和周长，和刚性/不相容状态。%刚性类固体状态具有单个带隙的基态。我们计算和测量各种变形协议的机械阻力，并发现在刚性的开始，其中存在一个单一的零能量基态，%我们表明，在不相容状态，其中存在一个单一的挫折基态，线弹性无法描述的机械响应，甚至无穷小的变形。特别是，我们确定通过不同的模量压缩和拉伸载荷，这意味着非解析的能量泛函的互易性表示的故障。我们在配置空间中给出了一个图形表示，揭示了顶点模型的复杂弹性响应来自两组不同的参考状态（与目标区域和目标周长相关）的存在。
2022-04-20 cond-mat.soft
Relation of vibrational excitations and thermal conductivity to elastic heterogeneities in disordered solids
在晶体中，分子围绕周期性晶格位置热振动。振动运动可以用声子来理解，声子携带热量并控制热量传输。在无序固体中，情况明显不同，其中振动激发不是声子，甚至可以是局域的。最近的数值计算工作建立了弹性不均匀性的概念：无序固体显示不均匀的局部力学响应。显然，弹性性质的非均匀性强烈影响振动和热性质，预计它是异常特征的起源，包括玻色子峰，振动局域化和热导率的温度依赖性。这些都是材料物理学中长期存在的关键问题，我们将在本工作中解决这些问题。我们已经考虑了一个玩具模型，通过引入越来越多的尺寸无序，能够稳定不同的物质状态。通过分子动力学模拟生成的相图包括具有空间均匀弹性模量分布的完美结晶状态、具有增加的模量不均匀性的多个缺陷相以及最终的一系列非晶态。我们已经建立了明确的非均匀局部力学响应，振动状态和热导率之间的相关性。我们提供的证据表明，弹性不均匀性控制振动和热性能，是一个关键的概念，以了解无序固体的异常令人费解的功能。
2016-10-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Consequences of Anomalous Diffusion in Disordered Systems Under Cyclic Forcing
利用数值模拟方法研究了二维无摩擦圆盘系统在循环剪切作用下的行为与反转振幅γ r的关系。我们的研究集中在平均体积和磁盘动力学。这些测量结果表明，从一个亚扩散的，γ_r相关的制度，过渡到一个制度，其中晶粒运动是扩散的，与性能只依赖于总的剪切应变。我们讨论模型随机过程，这些意见是一致的。最后，我们引入了一个修改后的均方位移（mMSD），它考虑到附近的晶粒附近的运动，并产生新的见解到当地的位移波动。我们发现，位移分布的标度特性是一致的，以及研究的异常扩散的随机模型，并建议规模不变的笼动力学。
2012-06-29 cond-mat.soft
Influence of disordered porous media in the anomalous properties of a simple water model
分析了受限于基质中的类水体系在几何尺寸增大时的热力学、动力学和结构行为。该液体由二维关联格子气模型模拟，该模型表现出密度和扩散异常，与液态水中存在的异常相似。矩阵是一个三角形格子，其中固定的障碍物对粒子的占据施加限制。我们发现，障碍缩短所有的线，包括相位共存，临界和反常线。一个非常密集的矩阵的包含不仅抑制异常，但也液-液临界点。
2015-04-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Length-Controlled Elasticity in 3D Fiber Networks
我们提出了一个无序的三维纤维网络模型，研究其线性和非线性弹性在很宽的网络密度和纤维长度。与以前的2D模型相比，这些具有二元交联的3D网络相对于纤维拉伸弹性受到约束，这表明弯曲可能主导其响应。我们发现，这样的网络表现出纤维长度控制的弯曲制度和交叉的拉伸为主的制度的长度超过一个特征尺度，取决于纤维的弹性性能。最后，通过扩展模型的非线性政权，我们表明，这些网络成为内在的非线性与消失的线性响应制度的限制，软或长的细丝。
2011-08-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Elastic interfaces on disordered substrates: From mean-field depinning to yielding
我们考虑一个模型的弹性流形上驱动的无序能源景观，广义长程弹性。通过逐步允许零模式的存在来改变弹性核的形式，该模型在平均场去钉扎和有限维屈服之间平滑地插值。我们发现，在这个过程中，模型的临界指数的变化是平滑的。此外，我们表明，在所有情况下的Herschel-Buckley指数的流动曲线依赖于微观钉扎电位的分析形式。这是一个令人信服的迹象表明，在目前的弹塑性描述中，在有限维$d\geq 2$屈服是一个平均场转变。
2019-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Revisiting the anomalous bending elasticity of sharply bent DNA
最近的几个实验表明，急剧弯曲的DNA具有令人惊讶的高弯曲柔性，但这种柔性的原因知之甚少。虽然柔性缺陷的激发可以解释这些结果，但在这些实验中，这种激发是否可以与DNA弯曲水平一起发生仍不清楚。有趣的是，在大多数实验中，DNA都含有预先存在的切口，但在解释实验结果时从未考虑过切口是否可能在柔性中发挥作用。在这里，使用全原子分子动力学模拟，我们表明，缺口促进DNA碱基对中断的缺口网站，这大大降低了DNA弯曲能。此外，较低的温度抑制切口依赖性碱基对破坏。在没有切口的情况下，也可以发生碱基对破坏，但需要更高水平的DNA弯曲。因此，如果DNA含有预先存在的切口，则可以抑制B型DNA内的碱基对破坏。总体而言，我们的研究结果表明，所报道的急剧弯曲的DNA的机械异常可能依赖于预先存在的切口，因此急剧弯曲的无切口DNA的内在机制仍然是一个悬而未决的问题。
2015-12-20 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Topological elasticity of flexible structures
柔性机械超材料具有重复的结构图案，使其具有新颖的，令人兴奋的特性，包括可编程性，异常弹性模量和非线性和鲁棒的响应。我们通过微形态连续弹性，它允许高度不均匀的变形（错过了在传统的弹性）内的单位细胞，但细胞之间的变化平稳，解决了这样的结构。我们发现，散装微观结构引起边界弹性条款。离散晶格理论已经表明，临界配位结构具有拓扑不变量，它决定了这种系统的边缘上的低能模式的位置。我们表明，在连续系统中出现了一个新的拓扑不变量，它涉及两个相对的边缘之间的这种模式的数量的差异。引导的晶格结构的连续极限，我们确定宏观实验观测这些拓扑性质，可以独立观察到一个新的长度尺度以上的微观结构。
2019-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anomalous magneto-transport in disordered structures: classical edge-state percolation
通过事件驱动的分子动力学模拟，我们研究了随机分布散射体的二维模型中的磁输运。这种过渡是通过沿着障碍物簇的边缘对跳跃轨道进行加速而产生的。动态指数显着不同于传统的运输问题的系统上，从而建立一个新的动态普适类。这种差异暂时归因于弱链接的情况下，自然出现，由于几乎没有重叠的边缘轨迹。我们预测的频率依赖性的电导率和讨论的影响，积极的胶体圈游泳者在一个异质的环境。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Alignment and Nonlinear Elasticity in Biopolymer Gels
我们提出了一个Landau型理论的非线性弹性的生物聚合物凝胶与一部分的序参量描述诱导的纤维在凝胶中的有序性。我们将这些材料的非线性弹性行为归因于应变引起的纤维排列。我们建议在组织中的细胞运动的接触指导的应用。我们比较我们的理论模拟生物聚合物的无序晶格模型。我们对待均匀变形，如简单剪切，静水膨胀，简单的延伸，并获得良好的理论和模拟之间的协议。我们还考虑了一个本地化的扰动，这是一个简单的模型，在介质中的细胞收缩。
2014-10-14 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.QM
Discontinuous depinning/yielding transition of elastic manifolds with tailored internal elasticity
针对弹性流形在无序势中受驱动的脱钉/屈服连续相变场景，研究通过引入更一般的流形弹性形式，发现流曲线可重入、转变具滞后性或不连续性，构建了非平衡不连续转变的新场景。
2025-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breakdown of continuum elasticity in amorphous solids
我们的数值模拟表明，简单的非晶态固体（弹性网络和颗粒填料）的本地力偶极子的响应的特点是由一个长度尺度$\ell_c$，发散作为unjamming接近为$\ell_c \sim (z - 2d)^{-1/2}$，其中$z \ge 2d$是平均协调，和$d$是空间维度，与以前的数字索赔。我们还展示了如何的长度尺度$\ell_c$的大小被放大的无序固体中的内应力的存在。我们的数据表明，接近临界内应力$p_c$的$\ell_c\sim (p_c-p)^{-1/4}$的发散软弹性模式变得不稳定。
2013-12-07 cond-mat.soft
Empty perovskites as Coulomb floppy networks: entropic elasticity and negative thermal expansion
软网络（FN）提供了宝贵的洞察力的起源异常的机械和热性能的软物质系统，从聚合物，橡胶和生物分子的玻璃和颗粒材料。在这里，我们使用非常相同的FN概念来构建空钙钛矿的定量微观理论，这是一个具有ReO $_3$结构的晶体家族，具有许多不寻常的特性。一个显著的例子是ScF $_3$，其显示出接近零温度的结构不稳定性和大的负热膨胀（NTE）。我们跟踪这些影响到FN样的晶体结构形成的强最近邻键，这是稳定的净静电斥力，起着类似的作用，在聚合物凝胶中的渗透压。这些结晶固体中的NTE，我们将其概念化为库仑软盘网络，来自库仑排斥与FN的熵弹性相结合的张力效应，并且具有与凝胶和橡胶相同的物理起源。我们的理论提供了一个精确的，定量的描述声子，热膨胀，压缩性，和结构相图，所有在极好的协议与实验。临界软模的熵稳定性，这只发挥次要作用，在NTE，解释了观察到的相图。显着的熵弹性解决了一个显着的难题，$\approx$ 50\%的实验观察到的体积模量和从头计算之间的差异。库仑FN方法可能适用于具有显著共价键的其他重要材料，从钙钛矿氧化物到铁硫族化物，其异常振动和结构特性仍然知之甚少。
2021-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous diffusion coefficient in disordered media from NMR relaxation
在过去的十年中，分数阶微积分在描述复杂介质中的反常扩散和弛豫过程中的应用为统计物理的发展提供了最令人印象深刻的推动力。特别是所谓的分数阶扩散方程，使人们能够捕捉到的主要特点，异常扩散。然而，这种成就的代价相当高-分数扩散系数变成介质特性的相关函数（例如，在多孔材料的情况下为孔半径）。从第一原理揭示这种依赖性是这一科学领域的主要问题之一。另一个问题仍然是从实验中提取这种依赖性。本文件处理后一个问题。我们的目的是提供详细的和教学推导的分数扩散系数与实验观测值的关系，从核磁共振（NMR）自旋晶格弛豫数据。所得结果使核磁共振弛豫法成为解决分数扩散系数实验测量问题的有力工具。比较了核磁共振弛豫法和脉冲梯度场核磁共振法研究反常扩散的优缺点。
2008-11-13 cond-mat.soft
Role of local response in manipulating the elastic properties of disordered solids by bond removal
我们探讨的范围内，无序弹簧网络的弹性可以通过删除选定的债券操纵。通过考虑键的局部响应，我们证明了修剪的有效性可以提高，使得拉胀（即，负泊松比）材料可以被设计而不形成裂纹，甚至同时保持网络的全局各向同性。体模（$B$）和剪切模（$G$）随去除的键数而变化，我们估计了表征这些幂律的指数。我们还发现，有空间相关长度的变化$B$和$G$后，删除不同的债券，发散的网络接近均衡的限制，其中多余的配位数$ΔZ\rightarrow0$。
2017-08-23 cond-mat.soft
Stiffening of Red Blood Cells Induced by Disordered Cytoskeleton Structures: A Joint Theory-experiment Study
细胞的功能和弹性在很大程度上与脂质双层下面的细胞骨架结构有关。在各种细胞类型中，红细胞（RBC）具有相对简单的细胞骨架结构。在膜下，RBC细胞骨架呈二维三角形网络的形式，由肌动蛋白（和其他蛋白质）的节点和血影蛋白的边缘组成。最近针对疟疾感染的RBC（iRBC）的实验表明，在细胞骨架网络中血影蛋白的延长与iRBC的硬化之间存在相关性。在这里，我们合理化这两个观察之间的相关性结合蠕虫状链（WLC）模型的单spectrin和有效介质理论（EMT）的网络弹性。我们特别关注细胞骨架网络中的疾病如何影响其宏观弹性。我们模型的分析和数值解表明，膜的刚度随着谱蛋白端到端距离的增加而增加，但对端到端距离分布的方差具有非单调依赖性。这些预测通过我们的iRBC的AFM和微量移液管抽吸测量定量地验证。该模型可以从分子水平上为未来识别红细胞相关疾病（如疟疾感染）的新治疗方法提供指导。
2015-06-15 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Anomalous energy transport in the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless phase
Universal Biology Institute, The University of Tokyo（东京大学 超分子生物研究所）
本研究通过单圈阶重整化群分析二维及以上含电荷和能量守恒的非线性涨落流体动力学理论，发现二维Berezinskii-Kosterlitz-Thouless相的能量扩散系数在热力学极限下对数发散，源于自旋波诱导的弹性能量输运。
2026-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity, fluctuations and vortex pinning in ferromagnetic superconductors: A "columnar elastic glass"
研究了铁磁超导体中自发涡旋固体的弹性、涨落和钉扎。使用严格的热力学参数，我们表明，在理想化的情况下消失的晶体钉扎各向异性的长波长倾斜模量这样的涡旋固体消失相同，作为保证的基本旋转不变性。倾斜模量的消失意味着，到最低阶，相关的拉伸弹性被更软的曲率弹性所取代。这样做的效果是使自发涡旋固体定性地更容易受到热涨落和随机钉扎的无序效应的影响。我们研究这些影响，考虑到非线性弹性，在三维空间中，是很重要的，在足够长的长度尺度，并显示一个“柱状弹性玻璃”相的旋涡结果。这个阶段是由一个以前未研究过的零温度固定点控制，它的特点是弹性模量，具有普遍的强波矢量依赖任意长的长度尺度，导致非胡克弹性。我们认为，虽然无序的弱无序，柱状弹性玻璃是稳定的，对扩散的位错，因此是一个拓扑有序的{ \em弹性}玻璃。因此，各向同性磁性超导体的自发涡旋态的现象与传统的外场诱导混合态有质的不同。例如，对于弱外场$H$，磁感应强度{ \em普遍}与$B(H)\sim B(0)+ c H^α$和$α\approx 0.72$成比例。
2005-06-17 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Field theory for mechanical criticality in disordered fiber networks
本文针对无序纤维网络应变控制临界性中非平均场行为的起源问题，提出最小平均场模型并发展为唯象场论，预测其上临界维度为4，并首次确定了相变的序参量。
2024-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
