Isotropic-Nematic Transition in Liquid-Crystalline Elastomers
在液晶弹性体中，液晶序参量和诱导应变在各向同性-液晶转变过程中平滑变化，没有预期的一阶不连续性。为了研究这种平滑的变化，我们测量的应变作为温度的函数在一个范围内施加的应力，弹性体交联的在双相和各向同性相，并分析结果使用朗道理论的变化。该分析表明，这种平滑的变化是由于弹性体中的淬火无序以及外加应力和内应力的影响而引起的。
2002-09-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Exact results for sheared polar active suspensions with variable liquid crystalline order
我们考虑一个有限的剪切活性极性液晶与一个统一的取向和研究的影响，在偏振的大小的变化。限制我们的分析一维的几何形状，我们证明，与不对称的边界条件，这个系统的特点是，宏观上，由一个线性的剪切应力与剪切应变的关系，不通过原点：在零应变率，流体维持非零应力。偏振，密度和速度场的解析解推导出渐近大或小的系统，并通过与精确的数值解的比较，有限大小的系统是很好的近似。
2022-12-11 cond-mat.soft
Stress correlations in near-crystalline packings
该研究推导了二维和三维近晶态堆积应力关联的精确结果，揭示了其宏观弹性的无序阈值、大尺度各向异性及不同扰动下的应力衰减规律，并通过数值模拟验证了理论结论。
2023-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math-ph
Geometry and physics in the deformations of crystalline caps
阐明应力和几何形状的相互作用是多个领域中出现的基本科学问题。在这项工作中，我们调查的几何挫折限制在弹性和塑性制度的球体上的结晶帽。基于揭示的准共形排序，我们发现部分，但均匀屏蔽基板曲率的诱导曲率下的非均匀晶格。这种情况是从根本上不同于传统的筛选机制的基础上的拓扑缺陷。在塑性区，高应力帽的屈服导致断裂，其特征形态在平面系统中没有发现。我们还展示了工程应力和断裂的空缺的战略。这些结果推进了我们对几何阻挫晶体有序的组织和自适应性的理解。
2022-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stalled phase transition model of high-elastic polymer
提出了高弹性状态下半结晶聚合物的微观模型。该模型是基于这样的假设，即在熔融温度以下，半结晶聚合物包括由具有随机构型的单体的拉伸链段（SCS）连接的晶核。在熔化温度以下使相变停滞的关键因素是SCS的张力。施加到聚合物上的外部应力也改变了平衡并引起核的展开，这使得聚合物能够在不损失完整性的情况下发生大的可逆变形。简单的一维模型预测的高弹性聚合物的屈服应力以上的应力-应变曲线的平台，这与实验观察。模型预测的聚四氟乙烯（PTFE）在高弹性状态下的屈服应力与温度的关系与实验结果吻合较好。
2013-06-19 cond-mat.soft
Relating Microstructure and Particle-level Stress in Colloidal Crystals Under Increased Confinement
晶体材料的机械性能可以在约束条件下得到显著改变。这种改变的宏观性能通常由改变的微观结构和内部应力场控制。在这里，我们使用一个平行板的几何形状，应用准静态挤压流粉碎胶体多晶，同时用共聚焦显微镜成像。共聚焦图像用于量化局部结构顺序，并结合局部结构各向异性应力评估（SALSA），确定单颗粒尺度下的应力。我们发现，在压缩过程中，结晶区打破成不同的几何包装的小域。这些领域的特点是高度本地化的压力和偏应力的相关长度的一半，在散装。此外，平均偏应力几乎加倍，表明在高度受限的样品中具有更高的脆性。
2016-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equilibrium and dynamic pleating of a crystalline bonded network
我们描述了一个相变，引起结构上的非平凡的状态，在一个二维有序网络的粒子连接的谐波键。蒙特卡罗模拟表明，该网络支持，除了均匀相，一些异质的“褶”相，这可以通过外部场稳定。该字段与量化“非亲和性”的全局集合变量（即，局部粒子位移与局部仿射变形的偏差。在褶皱阶段，应力集中在有序的褶皱行中，并从晶格的其余部分消除。在分子动力学模拟中，由于自由能垒非常大，相变的{ \em动力学}慢得难以观察。当进一步增加外场以降低这些势垒时，网络表现出丰富的动态行为：它转变为{ \em亚稳}相，此时应力集中在{ \em无序}排列的褶皱中。褶皱的图案显示老化动态和缓慢松弛至平衡。我们的预测可以通过在动态激光阱中对束缚的胶体固体进行实验来检验。
2016-12-02 cond-mat.soft
Photoalignment at the nematic liquid crystal - polymer interface: the importance of the liquid crystalline molecular structure
实验研究了液晶分子结构对液晶-聚合物界面光取向过程的影响。已经考虑了在刚性核中仅具有苯基或环己烷环的NLC，以及含有苯基和环己烷基团的NLC。已经发现在光取向过程中的NLC的分子结构的依赖性的实质性差异，支持的假设，即聚合物- NLC接口应被视为一个耦合系统，其中两个组件相互影响对方。一个现象学的解释所观察到的差异。
2020-03-30 cond-mat.soft
Geometric pumping induced by shear flow in dilute liquid crystalline polymer solutions
本文研究了液晶高分子稀溶液在双向剪切流作用下的非线性流变行为。本文采用全计数统计技术分析了描述液晶高分子取向动力学的Smoluchowski方程。在绝热极限下，我们推导出了由Berry-like曲率产生的时间积分电流的表达式。使用该表达式，它示出的期望值的时间积分的角速度的液晶聚合物和时间积分的应力张量通常不为零，即使剪切速率的时间平均值为零。通过对Smoluchowski方程的直接数值模拟，证实了理论计算的有效性。非绝热效应也进行了研究，通过模拟发现，时间积分应力张量依赖于速度的调制的剪切速率，如果我们采用各向同性分布作为初始状态。
2014-12-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transient shear banding in the nematic dumbbell model of liquid crystalline polymers
在液晶聚合物（LCP）的剪切流动中，对于某些材料，液晶指向矢取向可以与流动方向对齐，但在其他材料中连续翻转。哑铃型流变模型最初是用来描述流动取向型半柔性液晶聚合物的流变特性，本文主要研究流动取向型液晶聚合物。在单畴LCP的剪切流中，通常假定速度的空间分布是均匀的。这与聚合物溶液相反，在实验中观察到高度不均匀的空间速度分布。我们分析的ND模型，在本构模型中的附加梯度项，使用线性稳定性分析。我们研究了恒定施加剪切应力和恒定施加剪切速率的不同情况。我们发现，ND模型有一个瞬态流动不稳定性的空间不均匀的流速的形成为某些起始方向的导演。我们计算的空间分辨的流动剖面恒定施加的应力和恒定施加的剪切速率在启动从休息，使用一个空间维度的模型来说明流体的流动行为。对于低剪切速率，流动逆转可以被看作是导向器与流动方向重新对准，而对于高剪切速率，导向器重新取向同时发生在间隙上。实验上，这种不均匀的流动被预测在LCP的流动反转实验中观察到。
2018-02-20 cond-mat.soft
Crystalline shielding mitigates structural rearrangement and localizes memory in jammed systems under oscillatory shear
应力作用下非晶态材料的屈服性质尚未完全阐明。特别是，了解微观重排如何引起宏观结构和流变学签名的无序系统是至关重要的预测和表征的产量和记忆是如何存储在无序材料的研究。在这里，我们调查的局部结构的均匀性在一个单独的颗粒水平上的非晶堵塞的二维系统振荡剪切下的演变，并与这种演变的重排，记忆，和宏观流变测量。我们确定了一个新的结构度量，结晶屏蔽，这是预测的重排倾向和剪切下的单个粒子的结构波动性。我们使用这个指标来确定局部区域的系统中，材料的记忆，其准备保存。我们的研究结果有助于不断了解如何本地结构与动态响应和记忆在无序系统。
2020-08-14 cond-mat.soft
On structured surfaces with defects: geometry, strain incompatibility, internal stress, and natural shapes
给定结构化表面上的缺陷分布，例如由二维晶体材料、液晶表面和薄夹层壳表示的那些缺陷，产生的应力场和变形形状是什么？出于这种考虑，我们首先分类，并量化，平移，旋转和测量缺陷允许在一个广泛的结构化表面类。与应变的适当的概念，缺陷密度，然后示出的应变不相容性的来源出现。应变不协调关系，以及应变分解为弹性和塑性部分的适当运动学假设，以及应力平衡关系，以及材料响应的适当选择，为确定内部应力场和变形形状提供了必要的方程。我们证明了这一点，通过应用我们的理论Kirchhoff-Love壳的运动学，允许小的表面应变，但适度大的旋转。
2017-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft math-ph
Spinodal-assisted crystallization in polymer melts
最近的实验在一些聚合物熔体淬火低于熔融温度下的小角X射线散射的旋节动力学晶体结构出现之前的报告。为了解释这些观察结果，我们提出，密度和链构象之间的耦合诱导平衡液晶固体共存区域内的液-液双结点。一个简单的唯象理论来说明这个想法，并讨论了几个实验检验的后果。剪切被示出，以提高隐藏的双节点的动力学作用。
1998-06-02 cond-mat.soft
Artificial Neural Networks for Predicting Mechanical Properties of Crystalline Polyamide12 via Molecular Dynamics Simulations
本文开发了一种人工神经网络，以分子动力学模拟数据训练，通过输入宏观变形梯度来高效预测结晶态聚酰胺12的三维各向异性应力-应变关系，为半结晶聚合物多尺度有限元模拟奠定基础。
2023-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Normal stresses in semiflexible polymer hydrogels
已知生物聚合物凝胶如纤维蛋白和胶原网络在经受扭转时产生拉伸轴向应力。这种负的法向应力与大多数弹性固体（包括合成聚合物凝胶）观察到的经典坡印廷效应相反，其中扭转引起正的法向应力。如最近所示，纤维蛋白凝胶中的这种异常行为取决于生物聚合物凝胶的开放的多孔网络结构，这有利于剪切过程中的间质流体流动，并且可以通过网络和溶剂之间具有粘性耦合的唯象双流体模型来描述。在这里，我们扩展了这个模型，并开发了一个微观模型的应力张量，确定半柔性聚合物水凝胶的轴向响应的各个对角分量。这个微观模型预测，这些应力分量的大小取决于反向的特征应变的非线性剪切应力的发病，我们证实实验上的纤维蛋白凝胶剪切流变仪。此外，我们的模型预测的瞬态行为的正应力，这是在很好的协议与全时间依赖的正应力，我们测量。
2018-03-07 cond-mat.soft
Graphene as a Prototype Crystalline Membrane
从弦论到化学和生物学，许多领域都在追求对膜（高维空间中的低维柔性系统）的结构和热性质的理解。三维中的二维（2D）膜的情况是处理真实材料的相关情况。传统上，膜主要在生物膜和一般软物质的背景下讨论。这些系统的复杂性阻碍了基于真正微观方法的原子间结构的现实描述。因此，膜的理论主要是在唯象模型中发展的。从统计力学的观点来看，有限温度下的膜是由相互作用的长程涨落控制的系统。石墨烯是第一个真正的二维系统，仅由一层碳原子组成，为开发膜的微观描述提供了模型系统。在这个帐户中，我们回顾了石墨烯的结构和热性质的微观理论的关键结果，并将它们与唯象理论的预测进行比较。这两种方法对于原子位移的关联函数的各种标度性质都有很好的一致性。然而，其他一些性质，如弯曲刚度的温度依赖性，不能基于唯象方法来理解。我们还考虑了石墨烯在非常高的温度和比较的结果与现有的二维熔化模型。石墨烯的熔化呈现出不同的情况，我们将该过程描述为石墨烯层分解成纠缠的碳链。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic heterogeneity of soft random solids
通过双管齐下的方法研究了软随机固体弹性性质的空间不均匀性。首先，研究了弹性自由能的非局部唯象模型。这具有淬火随机内核，其引起残余应力和拉梅系数的随机性。其次，半微观模型网络的副本统计力学的探索。半微观模型的Goldstone波动再现唯象模型，并通过这种对应关系的残余应力和拉梅系数的统计特性推断。涉及的残余应力的相关性被发现是长程和受一个通用的参数，也给出了平均剪切模量。
2006-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Towards a theory of flow stress in multimodal polycrystalline aggregates. Effects of dispersion hardening
我们阐述了最近推出的理论的流动应力，包括屈服强度，在准静态塑性形变下的多晶材料，从而扩展的情况下，单模式的聚集体的多峰的两相模型的框架，其特征在于存在的结晶和晶界相。分析和图形形式的广义Hall-Petch关系获得多峰样品BCC（$α$ -相Fe），FCC（Cu，Al，Ni）和HCP（Cu，Al，Ni）和HCP（$α$ -Ti，Zr）晶格在$T=300K$与不同的值的晶界（第二）相。分散硬化的情况下，由于自然纳入模型的第三相，包括额外的掺杂材料的颗粒被认为是。通过改变来自不同晶粒模式的输入以及第二和第三阶段的值，使样品的屈服强度的最大值和相应的极值晶粒尺寸移位。在$150-350K$范围内研究了多峰和弥散硬化对屈服强度温度-尺寸效应的影响。
2019-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling hard-soft block copolymers as a liquid crystalline polymer
本文提出将硬-软嵌段共聚物（如聚脲）建模为液晶聚合物的新计算方法，以研究其机械加载下的微观结构演化，模型结果与实验在微观结构和应力-应变关系上定量吻合。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Self-propulsion of active droplets without liquid-crystalline order
细胞的游动，远离任何边界，可以出现在细胞质内的长程液晶秩序的情况下，但缺乏这种效应的简单模型。在这里，我们提出了一个二维模型的液滴自推进涉及两个标量场，代表细胞质和收缩皮层。这些场之间的耦合导致了主动应力;当旋转对称性自发破缺时，就会产生自推进。游泳速度的预测，并显示数值，线性变化的活性参数和液滴面积分数。该模型表现出克劳利样的不稳定性的阵列的活性液滴。
2020-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dislocations Jam At Any Density
结晶材料通过位错滑动雪崩以间歇性方式变形。在临界应力以下，位错由于长程弹性相互作用而堵塞在其滑移平面内，材料表现出塑性响应，而在该临界应力以上，位错是移动的（未堵塞阶段），材料失效。我们使用位错动力学和缩放参数在两个维度上显示，临界应力的增长与位错密度的平方根。因此，位错在任何密度下都会堵塞，而颗粒材料则只在临界密度以下堵塞。
2011-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Highly cooperative stress relaxation in two-dimensional soft colloidal crystals
晶体中的应力松弛是由缺陷的形成和扩散介导的。虽然已经很好地确定了外部产生的应力如何通过晶格中位错的增殖和运动来松弛，但晶体如何应对内应力仍然相对未知。我们通过实验和模拟研究了二维软胶体晶体中高度局部化的应力如何松弛。当单个粒子被主动激发时，通过光学镊子，产生了丰富多样的高度集体应力松弛机制。这些表现在开放的字符串的形式合作移动粒子通过运动的解离空位-间隙对，和封闭的循环的移动粒子，这要么是由于合作旋转在瞬态产生的圆形晶界或通过关闭一个开放的字符串的空位-间隙对的湮灭。令人惊讶的是，我们发现同样的集体事件发生在仅由热波动激发的晶体中;晶格内的大的热搅动可以触发数百个粒子的不可逆位移。我们的研究结果说明了如何局部应力可以诱导大规模的合作动力学在二维软胶体晶体和新的光在超软晶体的稳定机制。
2014-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
