Wire active microrheology to differentiate viscoelastic liquids from soft solids
粘弹性液体的特征在于有限的静态粘度和零屈服应力，而软固体具有无限大的粘度和非零屈服应力。粘弹性材料的流变特性长期以来一直是一个挑战，它仍然是一个有争议的问题。在这里，我们提供了第一次屈服应力材料中的磁性线的线性粘弹性的本构方程，连同使用磁旋转光谱（MRS）的实验测量。与MRS，电线提交到一个旋转磁场作为频率的函数和电线的运动是通过延时显微镜监测。所研究的软固体是浓度高于凝胶化点的凝胶形成多糖水分散体（结冷胶）。据发现，软固体表现出清晰和独特的签名相比，粘性和粘弹性液体。特别地，线平均旋转速度在宽频率范围上等于零。我们还表明MRS技术是定量的。从金属丝的振动振幅，恢复的平衡弹性模量，并同意与聚合物动力学理论。
2016-10-15 cond-mat.soft
Measuring the viscoelastic behavior of dilute polymer solutions using high-speed statistical particle microrheology
聚合物溶液的粘弹性行为通常使用振荡剪切流变仪测量，然而，这种方法的准确性受到设备的振荡频率的限制，并且由于稀聚合物溶液的弛豫时间短，这需要在非常高的频率下测量。微流变学已被提出来克服这一技术挑战。然而，解决微观流变学中颗粒位移统计的设备是昂贵的。在这项工作中，我们测量了甲基纤维素溶液在不同浓度下的粘弹性行为，使用传统的epi-荧光显微镜耦合到一个高速增强相机。统计粒子跟踪用于分析分散粒子的均方位移。对于浓度在0.063 - 0.5%之间的Methocel溶液，报告了弛豫时间在0.76 - 9.00 ms之间，粘弹性模量G'在11.34 - 3.39之间
2020-04-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Correlations in suspensions confined between viscoelastic surfaces: Noncontact microrheology
本文从理论上研究了两粘弹性介质间狭缝中粘性流体的速度互相关。我们分析了这些相关性对悬浮在流体中的粒子运动的影响。约束边界的顺应性引起长程对相关，仅随粒子间距离$r$衰减为$1/r$。我们展示了如何可以使用这种远程效应来提取粘弹性的约束介质中，而不嵌入示踪粒子。我们讨论了显着的鲁棒性，这样一个潜在的技术方面的限制的细节，其预期的统计优势，超过标准的两点微观流变学。
2017-09-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Heterogeneous response and non-Markovianity in the microrheology of semisolid viscoelastic materials
本文通过非马尔可夫过阻尼朗之万数值模拟，研究半固态粘弹性材料微观异质性对探针粒子微流变行为的影响，发现其导致位移分布偏离高斯行为，并提出了一种通过微流变学表征微观异质性的解析方法。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Out-of-equilibrium microrheology using optical tweezers to probe directional viscoelastic properties under shear
许多蠕虫状胶束系统由于剪切诱导排列而表现出明显的剪切稀化。由于胶束在系统中引入方向性而对齐，因此不再预期粘弹性质是各向同性的。基于光镊的主动微流变学技术使我们能够同时沿两个正交方向（平行于外加剪切力以及垂直于外加剪切力）探测蠕虫状胶束系统的非平衡流变性质。而捕获珠的位移响应于主动拖曳力携带常规剪切稀化的特征，其沿垂直方向的自发位置波动表现出正交剪切增稠，这是迄今未观察到的效果。
2010-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microrheology of viscoelastic solutions studied by magnetic rotational spectroscopy
磁旋转光谱是基于使用磁性微米尺寸的线的粘度测量。在频率不断增加的旋转磁场中，金属丝在同步和异步状态之间发生流体动力学不稳定性。从预测和实验之间的比较，蠕虫状胶束溶液的静态剪切粘度和弹性模量在这里确定。实验结果与锥板流变仪的测定结果一致。
2016-09-17 cond-mat.soft physics.ins-det
Correlating microscopic viscoelasticity and structure of an aging colloidal gel using active microrheology and cryogenic scanning electron microscopy
光镊（Optical Tweezers，OTs）可以探测作用在介质中的胶体粒子上的皮牛顿力，并已成功地用于研究具有内部结构的复杂系统。随着颗粒之间的静电相互作用在物理老化过程中逐渐演变，水性介质中的锂皂石粘土颗粒随时间自组装以形成微观网络。我们调查的强制运动的光学捕获的微米大小的胶体探针颗粒，悬浮在老化的锂皂石悬浮液，作为基础的锂皂石微观结构逐渐发展。我们基于OT的振荡活性微观流变学实验使我们能够研究浓度范围为2.5%w/v至3.0%w/v的老化含水粘土悬浮液中不断变化的微观结构的机械响应，并在90分钟至150分钟之间的几个老化时间。我们重复这样的振荡测量的范围内的胶体探针粒径和调查的老化悬浮液的微观流变学的探针尺寸的影响。使用低温场发射扫描电子显微镜（cryo-FESEM），我们检查的平均孔隙面积的Laponite悬浮液微观结构的各种样品浓度和老化时间。通过结合我们的OT和低温FESEM数据，我们在这里报告的第一次，尽我们所知，交叉模量和平均孔径的老化悬浮液微结构的不同悬浮液浓度和探针粒径在这里研究的负相关性。
2023-03-13 cond-mat.soft
High-bandwidth viscoelastic properties of aging colloidal glasses and gels
我们报告测量的频率依赖性的剪切模量的老化胶体系统，从一个纯粹的低粘度液体，主要是弹性玻璃或凝胶。使用微观流变学，我们测量的局部复杂的剪切模量$G^{*}(ω)$在一个非常宽的频率范围内（1 Hz- 100 kHz）。单颗粒和双颗粒微观流变学的结合使用使我们能够区分胶体玻璃和凝胶-玻璃是均匀的，而胶体凝胶在大于0.5微米的长度尺度上显示出相当程度的不均匀性。尽管这种特性差异，这两个系统表现出类似的流变行为，随着老化的时间演变，表现出从一个单一的幂律频率依赖的粘弹性模量的两个幂律的总和的交叉。交叉发生在时间$t_{0}$，其定义机械转变点。我们发现，通过使用$t_{0}$缩放老化时间，可以将不同样本老化期间获得的数据折叠到单个主曲线上。这就提出了问题的两个幂律的叠加嵌入在粘弹性背景的弹性网络的先验解释。关键词：老化，胶体玻璃，被动微观流变学
2007-10-29 cond-mat.soft
Measuring storage and loss moduli using optical tweezers: broadband microrheology
提出了一种利用光镊进行宽带微流变测量的实验方法。一个广义朗之万方程是通过与时间相关的轨迹的粒子在一个强加的流的复杂流体的频率依赖的模量。这个过程使我们能够测量材料的线性粘弹性在最宽的频率范围内实现与光镊。
2009-10-07 cond-mat.soft
Bayesian inference in active microrheology with wall and particle-particle interactions
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
该研究提出一个贝叶斯框架，在主动微流变学中建模壁面与粒子间流体动力学相互作用，显著提升参数推断精度，并支持联合识别壁距、检验线性模型及区分模量空间变化。
2026-09-15 cond-mat.soft
One-Bead Microrheology with Rotating Particles
我们奠定了理论基础，单珠微观流变学与旋转粒子，即一种方法，其中胶体被用来探测粘弹性介质的力学性能。基于双流体模型，我们计算了两种情况下的柔量并进行了讨论。我们首先假设，弹性和流体组件表现出两个坚持在颗粒表面的边界条件。然后，符合广义斯托克斯定律与复杂的剪切模量，其有效性仅限于惯性效应，在平移运动。其次，我们发现当弹性网络与粒子不耦合时，Stokes机制的有效性降低
2004-09-08 cond-mat.soft
Single-shot wideband active mircorheology using multiple-sinusoid modulated Optical Tweezers
我们采用多个正弦调制光镊测量线性粘弹性流体的频率依赖的流变参数超过五十年的频率在一个Single Shot，迄今没有实现单独使用主动微流变学。因此，我们在空间上调制嵌入在流体介质中的捕获的探针粒子与方波的组合-这是由定义的奇正弦谐波的叠加-和多个正弦波在宽带频率范围内的线性叠加，与调制信号的振幅，频率和相对相位的完全控制。对于后者，我们选择性地激发粒子在高频率的粒子响应是低的较大幅度，从而使宽带主动微流变学与大的信号噪声。这减轻了与传统的主动微流变学相关的主要问题-这是低带宽-并且还使我们的方法在信噪比方面更好，并且与被动微流变学相比更快。我们确定复杂的粘弹性参数的流体提取的相位响应（相对于输入激励）的探头从实验记录的时间序列数据的探头位移，并采用众所周知的理论相关性。我们通过研究不同浓度的线性粘弹性介质（聚丙烯酰胺-水溶液）来测试我们的方法的有效性，并发现测量的流体参数与已知文献值的良好一致性。
2021-03-06 cond-mat.soft
Extracting the dynamic correlation length of actin networks from microrheology experiments
基于细胞骨架蛋白（例如肌动蛋白）的聚合物凝胶的机械性质已经被广泛研究，因为它们在生物细胞运动性和维持细胞结构完整性方面具有重要作用。微观流变学是这种研究的自然选择方法，因为它在样品体积，其宽的频率范围，其空间灵敏度经济。在微观流变学中，嵌入在复杂流体中的示踪粒子的热运动被用来提取流体的粘弹性。将单个粒子的运动与粒子对的相关运动进行比较，可以提取不同长度尺度下的粘弹性。在最近的一项研究中，在重构肌动蛋白网络的微观流变学测量中发现了复杂流体的中间响应和体积响应之间的交叉。这种交叉长度与网络的结构和力学性质有关，如它们的网格尺寸和动态相关长度。在这里，我们利用这一结果给出了我们的分析方案的详细描述，并演示了如何使用这种关系来提取聚合物网络的动态相关长度。我们进一步研究了动态相关长度和网络结构之间的关系，通过引入一个新的长度尺度，平均细丝长度，而不改变网络的网格大小。与普遍的假设相反，即动态相关长度等于网络的网格大小，我们发现，一旦细丝长度降低到交叉距离以下，动态相关长度就会增加。
2014-08-21 cond-mat.soft
DWS-based microrheology of triblock copolymers
The Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
研究三嵌段共聚物Pluronic在5-80℃范围内的相变及黏弹性质，利用DWS微 rheology测定有效黏度和临界胶束温度，揭示高EO/PO比和多分散性对高温重组液相的影响。
2026-04-10 cond-mat.soft
Recoil experiments determine the eigenmodes of viscoelastic fluids
实验研究了胶体探针粒子在粘弹性流体中受到恒速剪切后的反冲动力学。反冲显示两个不同的时间尺度，这是非常一致的微观模型建立在一个粒子被链接到两个浴粒子的谐波弹簧。该模型产生的解析表达式再现所有的实验协议，包括额外的等待时间之前的粒子释放。值得注意的是，出现了两组时间尺度，对应于模型的互易和非互易本征模。
2022-04-05 cond-mat.soft
Extreme heterogeneity in the microrheology of lamellar surfactant gels analyzed with neural networks
本研究利用颗粒追踪微流变学和循环神经网络动态分割轨迹，分析了基于CTAC的层状凝胶网络粘弹性异质性，揭示了被集合均方位移掩盖的多种扩散过程及复杂粘弹性。
2023-11-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Viscoelasticity of model surfactant solutions determined by rotational magnetic spectroscopy
能够将流变仪的尺寸减小到微米级是探索昂贵和/或受限液体和凝胶的机械响应的独特机会。为了这个目的，我们合成微米尺寸的导线与磁性和检查使用它们作为微流变学探针的可能性。在这项工作中，我们利用旋转磁光谱技术，通过将一根导线放置在旋转磁场中，并通过延时显微镜监测其时间演化。线为基础的微观流变学技术测试蠕虫状胶束表面活性剂的解决方案，表现出非常不同的松弛动力学和粘度。还开发了一种用于线旋转的模型，并用于预测线的行为。结果表明，表面活性剂溶液的静态剪切粘度、缠结胶束网络松弛时间和弹性模量等流变参数与常规流变仪的结果吻合较好。
2016-06-19 cond-mat.soft
Intracellular microrheology of motile Amoeba proteus
采用被动粒子跟踪显微流变学技术，借助最新研制的粒子跟踪软件、快速数码相机和光学显微镜，研究了变形变形虫的运动特性。我们跟踪了大量的内源性颗粒在阿米巴，这显示subdiffusive运动在短时间尺度上，对应于热运动在粘弹性介质中，和superdiffusive运动在长时间尺度上由于对流的细胞质。次扩散运动的特点是在皮质中的流变标度指数为3/4，表明肌动蛋白纤维的半柔性动力学。我们观察到剪切稀化流动的内质，其中指数增加，随着流速的增加，即内质变得更像流体。皮质的流变学被认为是各向同性的，反映了各向同性的肌动蛋白凝胶。一个明显的差异被认为是皮质和内质层的粘弹性和流速，后者的配置文件是接近牛顿流体的Poietille流。
2007-10-12 cond-mat.soft q-bio.CB
Nanorheology of viscoelastic shells: Applications to viral capsids
我们通过计算可渗透周围溶剂的粘弹性球形壳的机械响应函数和热波动谱，研究了纳米颗粒壳[Dinsmore等，Science 298，1006（2002）]和病毒衣壳[Ivanovska等，PNAS 101，7600（2004）]的微观流变学。我们分析确定的阻尼动力学的剪切，弯曲和压缩模式的壳耦合到内部和外部的球在零雷诺数限制的溶剂。我们确定的基本长度和时间尺度的系统，并计算热关联函数的位移的对跖点上的球和机械响应的捏力施加在这些点。我们描述了如何这样的频率依赖性的对跖相关性和/或响应函数，这应该是可测量的，在新的AFM为基础的微观流变学实验，可以探测这些合成和生物壳的纳米粒子构建的粘弹性。
2007-06-15 cond-mat.soft q-bio.SC
Measuring the viscous and elastic properties of single cells using video particle tracking microrheology
我们提出了一个简单的和\emph{non-invasive}实验程序来测量细胞的线性粘弹性被动视频粒子跟踪微流变学。为了做到这一点，一个广义的朗之万方程是通过与时间相关的热波动的珠，化学结合到细胞的\emph{exterior}，与频率相关的粘弹性模量的细胞。结果表明，这些模量与细胞的细胞骨架结构，这在这项工作中是通过改变溶液渗透压从等到低渗条件。在高频率下，粘弹性模量频率依赖性的变化，从$\propto ω^{3/4}$发现在等渗溶液中的$\propto ω^{1/2}$在低渗溶液中，第一种情况是典型的弯曲模式在各向同性\textit{in vitro}重建F-肌动蛋白网络，第二个可能表明，重组的细胞骨架的行为作为一个凝胶与“\textit{dangling branches}“。从这种形式的流变学分析中获得的见解可以证明是对解决细胞生理学和病理学的研究的有价值的补充。
2011-11-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Magnetic wire active microrheology of human respiratory mucus
粘液是由肺的气管支气管区域中的肺上皮分泌的粘弹性凝胶。纤毛的协同跳动将粘液向上移动到咽部，将吸入的病原体和颗粒从气道中清除。这种清除机制的功效主要取决于粘液的流变学性质。在这里，我们使用基于磁线的微观流变学研究从人支气管收集的人粘液的粘弹性。长度在5和80微米之间的线对旋转磁场的响应由光学延时显微镜监测，并使用流变学的本构方程（包括Maxwell和Kelvin-Voigt的本构方程）进行分析。静态剪切粘度和弹性模量可以从低频（0.003至30 rad s-1）测量中推断，从而评估粘蛋白网络松弛时间。这种弛豫时间被发现是广泛分布的，从一到几百秒。粘液被认为是一种粘弹性液体，其弹性模量为2.5 +/- 0.5 Pa，静态粘度为100 +/- 40 Pa s。我们的工作表明，除了由于微腔的流变学特性的既定空间变化之外，粘液表现出与粘蛋白网络的弛豫时间相关的二次不均匀性，这可能对其流动特性很重要。
2021-07-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Viscoelastic properties of ring-linear DNA blends exhibit non-monotonic dependence on blend composition
缠结环聚合物，以及环和线性聚合物的共混物，由于文献中相互矛盾的实验结果以及难以生产没有线性污染物的缠结合成环，继续成为人们极大兴趣和争论的话题。在这里，我们创建混合解决方案的纠缠环和线性DNA与不同质量分数的线性DNA。我们使用光镊显微流变学来测量这些共混物的线性和非线性粘弹性响应。我们的测量揭示了一个强大的非单调线性粘弹性线性DNA分数的依赖性，具有显着的最大值时，环和线性链的质量分数是可比的，暗示普遍线程环的线性链。我们观察到一个类似的非单调性的非线性政权，然而，一个相对较高的分数的线性链（0.5-0.7）所需的电阻力的大幅增加和放缓的松弛动力学出现。这种非线性响应似乎也是速率相关的，我们认为这是由力引起的去螺纹环在高应变率。我们的研究结果填补了一个长期存在的知识空白，关于环状线性聚合物共混物的微观流变学和非线性响应。此外，环-线性共混物表现出的独特的强机械响应，以及通过改变共混物组成来微调这些共混物的能力，提供了新的材料设计原理。
2020-03-31 cond-mat.soft
Motion of small bubbles and drops in viscoelastic fluids
含有气泡或液滴的粘弹性材料在许多应用领域中遇到，并且目前是非常感兴趣的对象。这些基质中气泡和液滴的运动与牛顿流体中有很大不同。这篇评论仅限于静止流体（或小雷诺数）和小气泡和液滴的运动情况，这些气泡和液滴在运动过程中不会明显变形。它包括粘弹性系统的性质和固体颗粒在这些系统中的运动的简要说明。非常小的液滴经历布朗运动的情况与微观流变学的最新进展有关。较大的液滴和气泡的运动，由于重力在屈服应力流体进行了讨论，并与奥斯特瓦尔德熟化。对复合体系流变学性质的研究进展也作了简要的讨论。
2023-03-16 cond-mat.soft
Microrheology of colloidal suspensions via Dynamic Monte Carlo simulations
了解胶体悬浮液的流变性对于制定广泛的行业相关产品至关重要。为了解释这些软材料的粘弹性行为，人们可以分析胶体示踪剂通过宿主流体扩散并产生局部变形和应力的微观动力学。这种技术被称为微观流变学，它将流体的整体流变学与颗粒尺度的微观动力学联系起来。如果示踪剂受到外力的作用，而不是自由扩散，则称为活性微流变。受微观流变学在提供胶体玻璃、活性物质或生物体系等复杂系统局部结构信息方面的影响，我们将动态蒙特卡罗（DMC）技术扩展到研究胶体中的活性微观流变学。原来的DMC框架，能够准确地描述在平衡状态下的胶体的布朗动力学，在这里重新考虑和扩展到描述的外力拉示踪剂嵌入在各向同性的胶体悬浮液在不同的密度的影响。为此，我们研究了球形示踪剂的动力学由一个恒定的外力拖动通过一个浴缸的球形和棒状粒子的可比大小。我们可以提取其有效摩擦系数的有价值的细节，在小的和大的外力值是恒定的，但在其他方面显示出非线性行为，表明力变薄制度的发生。我们的DMC模拟结果与过去的Langevin动力学模拟和理论工作的球形胶体浴在很好的定量协议。在各向同性相的棒状粒子的浴进行了研究，并显示一个例子，其中DMC是更方便比布朗或朗之万动力学，在这种情况下，在处理粒子旋转。
2021-07-20 cond-mat.soft
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
Microrheology of semiflexible filament solutions based on relaxation simulations
我们提出了一种有效的计算方法，以获得半柔性细丝稀溶液的粘弹性响应。通过考虑一种基于波动耗散定理的方法，我们能够评估探针粒子的动力学性质，沉浸在解决方案的半柔性丝松弛模拟与相对较低的计算成本和更高的精度相比，那些基于随机动力学。我们采用微观流变学方法，通过溶液的柔度直接获得溶液的复剪切模量和复粘度，该柔度由附着在介观模型描述的有效介质上的探针颗粒的动力学性质获得，即，有效细丝模型（EFM）。松弛模拟被施加到评估的弯曲能量的影响的粘弹性的半柔性细丝的解决方案和我们的方法进行了验证，通过比较的数值结果与实验数据的DNA和胶原蛋白的解决方案。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Probing structural relaxation in complex fluids by critical fluctuations
复杂流体，如聚合物溶液和混合物，胶体和凝胶，在基础和应用软凝聚态科学中的兴趣越来越大。所有这些系统的一个共同特征是存在一个介观结构长度尺度介于原子和宏观尺度之间。这种复杂流体的介观结构往往是脆弱的，对外部扰动很敏感。复杂流体通常是粘弹性的（表现出粘性和弹性行为的组合），其动态响应取决于时间和长度尺度。最近，非侵入性的方法来推断复杂流体的流变学响应已经通过微流变学的技术得到普及，其中，借助于光散射或显微镜来监测探针球在粘弹性流体中的扩散。在这里，我们提出了一种替代传统的微观流变学，不需要掺杂的探针粒子在流体中（这有时可以大大改变分子环境）。相反，我们提出的方法利用的现象，“避免交叉”模式与结构松弛和临界波动，自发产生的系统。
2004-01-11 cond-mat.soft
Surface response of a polymer network: Semi-infinite network
本文采用双流体模型，从理论上研究了半无限粘弹性聚合物网络的表面响应。我们专注于过阻尼限制和网络的内在长度尺度的影响。我们计算了缓慢的表面波动的衰减率，和表面位移响应于本地化的力。从大规模的连续响应的偏差被发现在长度尺度远大于网络的网格尺寸。我们讨论了表面散射和微观流变学的影响。我们提供了封闭形式的表达式，可用于表面微观流变学-提取的粘弹性模量和内在的长度尺度的示踪剂颗粒躺在表面上的运动，而不掺杂的散装材料。
2020-03-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Anomalous diffusion in viscoelastic media with active force dipoles
本文利用“双流体模型”讨论了粘弹性介质中由主动力偶极子引起的反常扩散。主动力偶极子，如蛋白质和细菌，产生非热波动流，导致扩散的大幅增加。利用双流体模型的部分格林函数，我们首先得到了被动（热）两点关联函数，如相隔有限距离的两个点粒子之间的位移交叉关联函数。然后，我们计算主动（非热）的一点和两点的关联函数，由于主动力偶极子。力偶极的时间相关性被假定为以特征时间尺度指数衰减。我们发现，位移交叉关联函数的活性成分表现出各种交叉从超扩散到次扩散行为取决于特征时间尺度和粒子分离。我们的理论结果与微流变学技术在非平衡环境中检测波动密切相关。
2017-03-01 cond-mat.soft
A foam model highlights the differences of the macro- and microrheology of respiratory horse mucus
本地马粘液的特点是与微观和宏观流变学和羟乙基纤维素（HEC）凝胶作为一个模型。这两个系统在微观尺度上表现出相当的粘弹性，HEC的宏观流变学与微观流变学是一致的。对于粘液，宏观尺度上的粘弹性模量比微观尺度上的粘弹性模量大几个数量级。大振幅振荡剪切实验表明，粘液响应非线性小得多的变形比HEC。这种行为促进了这样的假设，即与HEC的典型网状结构相比，粘液在微观尺度上具有泡沫状结构，这是一种由低温扫描电子显微镜（CSEM）图像支持的模型。这些图像还允许确定由孔和支架占据的体积的相对量。因此，我们可以估计支架的弹性模量。我们的结论是，这种特殊的泡沫状微观结构应被视为颗粒物质的运输的一个关键因素，在粘液功能方面发挥着核心作用的颗粒渗透。由非常不同的组件组成的网格属性负责宏观和微观行为，这些行为是着陆后颗粒命运的一部分。
2017-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Rotational microrheology of Maxwell fluids using micron-sized wires
我们演示了一个简单的方法，在复杂的流体中的旋转微观流变学，使用测微线。悬浮在麦克斯韦流体中的金属丝的三维旋转布朗运动是从它们在显微镜焦平面上的投影测量的。我们分析了长度在1和40微米之间的线的均方角位移。悬浮液的粘弹性从这个分析中提取，并发现与宏观流变学数据是很好的协议。简单和复杂流体的粘度在0.01和30 Pa.s之间可以测量。至于弹性模量，可以确定高达~ 5 Pa的值。这种简单的技术，允许广泛的探测长度尺度，开辟了新的视角，在微观流变学的异质材料，如凝胶，玻璃和细胞。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Kinetics of actin networks formation measured by time resolved particle-tracking microrheology
肌动蛋白是研究最多的细胞骨架蛋白之一，显示出非常丰富的结构跨度。它可以自组装成动态结构，控制细胞的机械性能，运动性和分裂。然而，只有很少的研究表征的动力学的主动肌动蛋白自组装过程超出了形成一个纠缠的网络。在这里，我们遵循肌动蛋白聚合动力学和组织缠结网络使用时间分辨被动微观流变学。我们建立了初始浓度的单体，活性聚合和网络形成动力学，从肌动蛋白聚合的发病到形成一个稳定的状态纠缠网络的粘弹性之间的关系。令人惊讶的是，我们发现，在足够高的初始单体浓度的弹性模量的形成肌动蛋白网络过冲，然后松弛与-2/5的幂律，我们归因于网络的重排成稳态结构。
2020-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
On the unsteady and lineal translation of a sphere through a viscoelastic fluid
本文用解析方法研究了由Johnson-Segalman和Giesekus模型描述的固体球形颗粒在粘弹性流体中的非定常线性平移。压力场、速度场以及粒子所受力的解在Weissenberg数中展开为幂级数。的动量平衡和本构方程的渐近求解一个稳定的平移粒子到二阶的粒子速度，并在频域中的压力和速度的重新缩放是用来与稳定的线性平移的解决方案，为非稳定的线性平移。在第三阶的粒子速度的不稳定力，然后计算通过应用洛伦兹互易定理，它表明，这种弱非线性的贡献力可以表示为一个Volterra级数的一部分。通过一系列的例子，它表明，截断表示的Volterra系列，它可以被操纵来描述的速度方面施加的力，是有用的分析特定的时间依赖性粒子运动。使用这种关系研究的两个例子是突然开始运动的粒子上的力和粒子对突然施加的稳定力的响应速度。此外，还计算了粒子被简谐势阱捕获后在流体中作直线运动时的弱非线性响应。这是一个模拟主动微观流变学实验，并可以用来解释弱非线性响应如何表现在主动微观流变学实验与球形探针。
2021-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The response function of a sphere in a viscoelastic two-fluid medium
为了解决微观流变学的重要性的基本问题，我们研究嵌入在模型粘弹性介质中的刚性球的动力学组成的弹性网络渗透的粘性流体。我们计算了这种介质中单个珠子对外力的完整响应，并将结果与普遍接受的广义斯托克斯-爱因斯坦关系（GSER）进行了比较。我们发现，我们的响应函数是很好地近似的GSER仅在一个特定的频率范围内由珠和网络的材料参数确定。然后，我们讨论这一结果的相关性，最近的实验。最后，我们讨论的近似在我们的解决方案的响应函数通过比较我们的结果的精确解的响应函数的珠在粘性（牛顿）流体。
2000-10-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Trapped-particle microrheology of active suspensions
在微观流变学中，复杂流体的局部流变特性（如粘弹性）可以从嵌入的胶体探针颗粒的自由或受迫运动中推断出来。胶体悬浮液的强制探针显微流变学的理论机器集中在恒定力（CF）或恒定速度（CV）的探针，而在实验中，无论是力还是运动学的探针是固定的。更重要的是，由于热力学不确定性关系，CF或CV的约束在有意义的量化探针的波动方面引入了困难。已知对于被捕获在谐振势阱中的布朗粒子，捕获力和粒子位置的标准偏差的乘积在$d$维中是$d k_BT$，其中$k_BT$是热能。结果，如果不允许力（位置）波动，则位置（力）波动变得无限大。为了允许测量的波动，在这项工作中，我们考虑一个微观流变模型，其中嵌入式探头被拖动沿移动的谐波电位，使其位置和陷阱力都允许波动。从控制$N$硬活性布朗粒子动力学的完整Smoluchowski方程出发，通过忽略稀释极限下粒子间的流体动力学相互作用，导出了描述探针与一浴粒子相互作用时动力学的成对Smoluchowski方程.由此，我们确定均值和方差（即，波动）的探针位置的对概率分布。然后，我们描述了系统的行为在弱和强陷阱的限制。通过采取适当的限制，我们表明我们的广义模型可以简化为已得到充分研究的CF或CV微观流变模型。
2022-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Response of a Complex Fluid at Intermediate Distances
复杂流体的粘弹性响应是长度和时间尺度相关的，编码信息的内在动力学相关性和介观结构。我们推导出这种流体在中等距离下的次优势响应，并表明它在令人惊讶的大长度尺度上支配着它们的动力学。概括的微观流变学的框架，包括这种响应，我们实验证实了理论，从而测量动态相关长度的F-肌动蛋白网络，以及它们的体积和局部粘弹性。
2014-03-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
How are mobility and friction related in viscoelastic fluids?
胶体探针在粘弹性流体中的运动由摩擦或移动性描述，这取决于探针是以速度移动还是感觉到力。虽然爱因斯坦关系描述了牛顿溶剂有效的逆关系，这两个概念都推广到粘弹性流体中的随时间变化的记忆内核。我们从理论上和实验上研究它们之间的关系，考虑两个观测量：释放后的反冲探针是通过流体移动和平衡均方位移（MSD）。应用线性响应理论的概念，我们概括了爱因斯坦的关系，从而涉及反冲和MSD，这两者都提供了访问的流动性内核。然而，随着浓度的增加，MSD和反冲表现出不同的行为，植根于不同的行为的两个内核。使用两个理论模型，一个线性两浴粒子模型和硬球处理模式耦合理论，我们发现两个内核之间的Volterra关系，解释不同的时间尺度下的摩擦和流动性内核浓度的变化。
2022-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Expanding the reach of diffusing wave spectroscopy and tracer bead microrheology
University of Fribourg（弗里堡大学）
本文提出改进的双细胞回声DWS方案，通过无需校准的数据融合和指数基底拟合，提升微流变学数据质量，解决短相关时间准确性问题。
2025-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Microrheology with rotational Brownian motion
该研究通过黏弹性流体中布朗运动的直接数值模拟验证旋转微流变学，比较无惯性RGSER与考虑惯性的完整RMR，明确了二者估计动态模量的频率适用范围。
2025-08-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microliter viscometry using a bright-field microscope: $η$-DDM
被动微流变学利用胶体示踪粒子的布朗运动。从示踪剂的均方位移（MSD），主体介质的流变学和粘度特性可以推断。这里，MSD通过应用差示动态显微镜（DDM）来确定。与其他显微镜技术相比，DDM避免了颗粒跟踪，但提供了通常在光散射实验中获得的参数。基于图像差的空间傅里叶变换，计算中间散射函数和随后的MSD。然后，通常的微观流变学程序和经验Cox-Merz规则产生稳态剪切粘度。该方法，$η$ -DDM，测试和说明使用三种不同的系统：牛顿流体（甘油-水混合物），胶体悬浮液（蛋白质样品）和粘弹性聚合物溶液（聚（环氧乙烷）水溶液）。这些试验表明，普通的实验室设备，即明场光学显微镜，可以用作方便和可靠的微升粘度计。由于$η$ -DDM需要的样品体积比经典的流变仪小得多，仅约1微升，因此它对生物和软物质系统特别有用。
2018-04-08 cond-mat.soft
Transient dynamics of a colloidal particle driven through a viscoelastic fluid
我们实验研究了通过不同的粘弹性流体（蠕虫状胶束，聚合物溶液，和纠缠的$λ$ -噬菌体DNA）的光阱主动拖动的胶体颗粒的瞬态运动。我们观察到，在突然移除移动陷阱后，由于变形流体微观结构的恢复，颗粒会反冲。我们发现，粒子的瞬态动力学通过双指数松弛，其弛豫时间保持独立的初始粒子速度，但其振幅强烈依赖于它，而最快的弛豫反映了溶剂的粘性阻尼的粒子，缓慢的弛豫结果从应变粘弹性矩阵的恢复。我们表明，这种瞬态信息，这在牛顿流体中没有对应的，可以利用调查的线性和非线性流变特性的嵌入流体，从而提供了一种新的方法来执行瞬态流变在微米尺度上。
2015-09-17 cond-mat.soft
Geometry-Controlled Relaxation Spectra in Viscoelastic Fluids
Universität Konstanz（康斯坦茨大学）；Georg-August-Universität Göttingen（哥廷根大学）
本研究证明粘弹性流体的宽弛豫谱可由激励几何而非材料复杂性产生，扭转驱动将距离转化为弛豫时间，形成长寿命空间记忆，为机械记忆元件提供新途径。
2026-09-17 cond-mat.soft
Transition path time over a barrier of a colloidal particle in a viscoelastic bath
本研究通过实验探究亚微米微珠在粘弹性流体中跨越光镊构建势垒的过渡路径时间，验证了其与广义朗之万方程理论的一致性，发现平均过渡路径时间的降低可由反应模式频率下的有效粘度描述，揭示了非马尔可夫浴中热激活逃逸的线性响应特性。
2024-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusing Wave Microrheology in Polymeric Fluids
本文研究了通过漫射波光谱学推断聚合物流体中探针均方位移的方法，发现传统高斯近似无效，提出了包含高阶矩的修正方案以更准确解释DWS光谱。
2024-08-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear molecular deformations give rise to stress stiffening, yielding and non-uniform stress propagation in actin networks
我们使用光镊微观流变学和荧光显微镜应用非线性微尺度应变缠结和交联肌动蛋白网络，并测量由此产生的应力和肌动蛋白丝变形。我们耦合的非线性应力响应和随后的松弛的速度分布的个别荧光标记的肌动蛋白片段在不同的时间在整个应变和不同的距离从应变路径，以确定潜在的分子动力学，引起争论的非线性响应和应力传播的交联和缠结的肌动蛋白网络在微观尺度。我们发现，初始应力硬化产生的加速应变细丝由于分子沿应变延伸，而软化和屈服耦合到细丝减速，停止和反冲。我们证明了一个令人惊讶的非单调依赖交联剂浓度的速度分布。也就是说，没有交联或大量交联的网络都表现出快速的初始长丝速度和降低的分子反冲，而中间交联剂浓度显示出降低的速度和增加的反冲。我们发现，这些集体的结果是由于网络弹性和瞬时交联剂的解绑和重新绑定的平衡。我们进一步表明，弹性和弛豫时间尺度显示交联剂浓度的指数依赖性，这表明交联主导纠缠动力学时，交联剂之间的长度变得小于纠缠之间的长度。根据最近的模拟，我们的松弛动力学表明，后应变应力可以在交联网络中长寿命的分布应力到一小部分的高度应变连接的细丝，跨越网络和维持负载，从而允许网络的其余部分反冲和放松。
2016-10-20 cond-mat.soft
Aging of living polymer networks: a model with patchy particles
微观流变学实验表明，蠕虫状胶束网络组成的粘弹性介质即使在微米尺度下也表现出复杂的弛豫现象。通过将具有合适介观基本图案的片状胶体模型映射到蠕虫状胶束系统，我们能够模拟其弛豫动力学，在热淬火时，跨越几十年，从微秒到几十秒。在将模型映射到真实单元和实验断裂能量之后，我们表明，松弛过程通过一系列非局部和具有能量挑战性的安排来发展。这些调整去除了作为临时能量解决方案形成的不期望的结构，用于稳定网络的物理不稳定的自由帽。我们声称，所观察到的无标度性质的停滞过程可能会复杂的实验相关的时间尺度的韦森伯格数的正确量化。
2020-09-28 cond-mat.soft
Memory-induced alignment of colloidal dumbbells
本研究通过实验与理论探究黏弹性流体中胶体哑铃的瞬态反冲动力学，发现流体弛豫引发的角度重取向及垂直驱动方向时的涨落放大阻挫态，结果与朗之万描述和微观浴棒模型吻合，为不对称物体在黏弹性流体中的运动研究提供参考。
2023-08-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transient compressible flow in a compliant viscoelastic tube
School of Mechanical Engineering, Purdue University（普渡大学机械工程学院）
针对MEMS等领域的相关问题，研究低雷诺数下粘弹性管内可压缩流动的瞬态流固耦合，通过摄动展开解析求解，分析三类问题并揭示流固耦合对流量及频率响应的影响。
2026-10-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Diffusion of Tracer Particles in Early Growing Biofilms. A Computer Simulation Study
本研究通过布朗动力学模拟，揭示早期细菌生物膜中示踪粒子扩散受菌落生长主导，并利用微流变学量化其黏弹性，为理解生物膜物理特性提供新见解。
2025-06-21 cond-mat.soft physics.bio-ph
