Phonon Dispersion and Elastic Moduli of Two-Dimensional Disordered Colloidal Packings of Soft Particles with Frictional Interactions
采用粒子跟踪和位移协方差矩阵技术研究了由温度敏感的微凝胶粒子组成的二维胶体玻璃的声子色散关系，微凝胶粒子的尺寸允许粒子堆积分数的\textit{in situ}变化。散装，$B$，和剪切，$G$，模量的胶体玻璃提取的分散关系作为一个功能的包装分数，和变化的比率$G/B$与包装分数的定量预测摩擦软颗粒堵塞包装。此外，$G$和$B$分别同意摩擦颗粒的数值预测。这一显著的一致性水平使我们能够从单个弹性常数中提取颗粒间相互作用的能量尺度，并推导出颗粒间摩擦系数的近似估计。
2013-10-25 cond-mat.soft
Elastic Effects in Disordered Nematic Networks
在二维数值模拟中研究了无序双弹性体模型中的弹性效应。在各向同性相中交联的网络对拉伸表现出不寻常的软机械响应。它是由沿着指向矢伸长的取向相关区域的逐渐对齐引起的。在进一步拉伸时获得到宏观上对准的状态的急剧交叉。文中还讨论了随机内应力的影响。
1999-07-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Discrete rearranging disordered patterns: Prediction of elastic and plastic behaviour, and application to two-dimensional foams
我们研究由单个（离散）物体制成的材料的弹塑性行为，例如由气泡制成的液体泡沫。通过统计量，如结构的弹性应变、屈服应变和屈服函数，考虑了各个物体的位置和相互布置的演变。样本的过去历史除了通过其对这些统计量的影响之外，并没有发挥明显的作用。它们足以将离散规模与集体、全球规模联系起来。在这个全球尺度上，材料表现为连续介质;它用弹性应变、应力和速度梯度等张量来描述。我们写的微分方程预测其弹性和塑性行为在一般情况下和简单剪切的情况下。剪切应变或剪切应力的过冲被解释为变形结构的旋转，这是一种纯粹的张量效应，只有当屈服应变至少为0.3阶时才存在。我们建议的实际应用，包括：当选择一个标量形式主义，而不是张量之一;如何放松被困应力;以及如何建模材料的低，或高，屈服应变。
2010-02-03 cond-mat.soft
Edge Mode Amplification in Disordered Elastic Networks
我们从理论和数值上研究了施加在无序弹性材料边缘的位移场的传播。虽然一些模式以某种相反的穿透深度$κ$衰减，但其他模式以速率$|κ|$指数地{ \it放大}，其中$κ$是类似于无序导体中控制电子输运的Lyapounov指数。我们得到了一个解析近似的全分布$g(κ)$，这是指数衰减大$|κ|$和有限时，$κ\rightarrow0$。我们的分析表明，均衡材料一般作为杠杆可能非常大的增益，提出了一种新的原则，设计分子机器，表现为弹性放大器。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Odd moduli of disordered odd elastic lattices
我们研究了键无序对三角形和蜂窝晶格的影响，其中每个弹簧都有概率p是奇数弹性的。使用有效介质理论和数值模拟，我们发现的行为奇数模量在无序的存在下，我们解释为一个交叉之间的仿射响应的被动弹性骨干，和刚性渗透过渡的奇数弹性组件。虽然奇数通常是强大的，即使在低p的无序，我们发现，微调功能的奇数弹性蜂窝晶格是不强大的无序。
2022-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Design of elastic networks with evolutionary optimised long-range communication as mechanical models of allosteric proteins
变构效应通常是蛋白质活性的基础，阐明变构现象所特有的通用设计方面和功能原理是一个重大挑战。在这里，一种方法，其中包括在合成结构的硅设计，作为变构的主要元素，编码动态远程耦合两个网站之间的。结构由弹性网络表示，类似于真实蛋白质的粗粒度模型。实施进化优化策略以迭代地改进变构偶联。在所设计的结构中，从应变传播的角度分析了变构相互作用，并将进化过程中出现的简单途径确定为建立远程通信的签名。此外，还证明了变构性能对突变的稳健性。事实证明，设计的原型结构显示出类似于真实变构蛋白质的动力学特性。因此，它们可以作为复杂变构系统（如蛋白质）的玩具模型。
2017-02-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Elastic heterogeneity, vibrational states, and thermal conductivity across an amorphisation transition
无序固体表现出不寻常的性质，他们的振动状态和热导率。最近的进展已经很好地建立了“弹性异质性”的概念，即，无序材料表现出空间不均匀的弹性模量。在本研究中，我们利用分子动力学模拟，逐渐将“无序”引入数值系统，以控制其模量的不均匀性。该系统从一个完美的结晶状态开始，逐渐转变为越来越无序的结晶状态，最后经历结构非晶化。我们独立监测的弹性异质性，振动状态，和整个过渡的热导率，并表明弹性模量的异质性是很好的相关性振动和热异常的无序系统。
2014-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Robust Scaling of Strength and Elastic Constants and Universal Cooperativity in Disordered Colloidal Micropillars
研究了由3和6 μ m聚苯乙烯颗粒组成的双分散胶体自支撑微柱的单轴压缩行为。限制柱的机械退火使得能够改变胶体玻璃的相空间中的填充分数。测得的归一化强度和弹性模量的退火独立微柱跨越几乎三个数量级，尽管类似的塑性形态受剪切带。我们测量了极限强度和弹性常数之间的稳健相关性，该相关性不随相对湿度变化，这意味着$\sim$ 0.01的临界应变与金属玻璃（MG）中观察到的应变惊人相似[WL约翰逊，K. Samwer，Phys. Rev. Lett. 95，195501，2005]并暗示了协作塑性形变的普遍模式。我们估计的特征应变的基础合作塑性事件，考虑所需的能量，以创建一个Eshelby椭圆形夹杂在弹性矩阵。我们发现，特征应变是相似的，发现在实验和模拟中的其他无序固体具有不同的键合和颗粒尺寸，这表明一个通用的标准，在玻璃材料的弹性到塑性转变的能力有限的塑性流动。
2014-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
The allosteric lever: towards a principle of specific allosteric response
针对变构作用缺乏统一定量原理的问题，本文基于弹性网络模型提出“变构杠杆”模式耦合机制，解释特异性、非线性和非互易的远端响应，并用于预测蛋白质已知变构位点。
2025-05-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
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
Anomalous linear elasticity of disordered networks
基于理论与数值计算，本文发现临界刚性转变附近的无序弹性网络在低于关联长度时呈现非仿射的异常长程线性弹性响应，具有不同的多极展开结构和更慢的扰动衰减，并讨论了其普适性及对细胞间通信的意义。
2023-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Acoustic excitations and elastic heterogeneities in disordered solids
近年来，无序固体中纳米尺度力学响应的非均匀性引起了人们的广泛关注。显然，在这种情况下，弹性不均匀性的特点，预计将强烈影响的声波的性质，与完美的晶体的情况下，不能完全合理化的声子。基于先前在显示非晶化转变的玩具模型上的工作[Mizuno H，Mossa S，Barrat JL（2013）EPL { \bf 104}：56001]，我们通过从完美晶体通过逐渐增加的缺陷相到完全发育的玻璃的连续内插，研究了统一框架中的声波和弹性不均匀性之间的关系。我们提供了强有力的证据之间的直接相关性声波功能和在纳米尺度上的非均匀的机械响应的程度。
2014-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Scaling theory of critical strain-stiffening in disordered elastic networks
本文基于奇异摄动理论提出无序弹性网络临界应变刚化的完整标度理论，推导非线性标度关系并揭示新的特征应变尺度，且与生物聚合物网络数值数据定量吻合。
2023-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Real space solution of inhomogeneous elastic wave equation with localized vibration and flat dispersion relation
本文在实空间中非微扰地求解非均匀弹性波方程，揭示了Boson peak的平坦色散、软点局域振动及频率对剪切模量波动的依赖，统一了以往分歧结论。
2024-12-19 cond-mat.soft
Nonlinear elasticity of disordered fiber networks
无序生物聚合物凝胶具有显著的机械性能，包括强非线性。在无热凝胶（例如胶原蛋白-I）的情况下，非线性长期以来与从弯曲主导到拉伸主导的弹性状态的交叉相关联。这种交叉的物理性质与中心力均衡点的存在有关，并且与大多数凝胶的弯曲模量小的事实有关。这种交叉引起弹性模量的缩放行为。特别地，对于线性弹性，已经证明了这样的标度定律[Broedersz等人，Nature Physics，2011 7，983]。在这项工作中，我们推广的非线性制度的标度与两个参数的标度律涉及三个临界指数。我们对两个无序晶格模型的标度律进行了数值检验，发现剪切模量在线性和非线性区域都有很好的标度坍缩。我们计算了这两个晶格模型的所有临界指数，并讨论了我们的结果对实际系统的适用性。
2015-07-27 cond-mat.dis-nn 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
Vibrational spectrum derived from the local mechanical response in disordered solids
玻璃的低频振动明显不同于晶体的低频振动。这些振动最近被分为两种类型：空间扩展振动，其振动态密度（vDOS）遵循非德拜二次定律，和准定域振动（QLVs），其vDOS遵循四次定律。前者是由弹性理论解释的淬火无序和微观复制理论作为一个结果的弹性不稳定性，但后者的起源仍然是有争议的。在这里，我们表明，后者也可以直接从弹性理论与淬火无序。我们发现了该理论包含的另一种弹性不稳定性，但迄今为止一直被忽视，即系统对局部偶极力的不稳定性。这种不稳定性产生了额外的贡献的vDOS，和空间结构和能量的模式源自这种不稳定性是一致的QLV。最后，我们构建了一个模型，其中的vDOS的额外贡献遵循四次定律。
2019-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elastic collapse in disordered isostatic networks
均衡网络的刚性最小，因此一般具有非零弹性模量。规则的均衡网络在大尺寸的极限下具有有限的模量。然而，数值模拟表明，所有的弹性模量的几何无序均衡网络的系统尺寸趋于零。这对位置无序和拓扑无序都是正确的。在大多数情况下，弹性模量下降的系统尺寸的逆幂律。在有向均衡网络中，正方形和立方晶格是其特例，其模量随网络尺寸呈指数下降。对于这些，所观察到的弹性弱化可以定量地描述在乘法增长的应力与系统的大小，从而引起的体积和剪切模量的顺序exp{-bL}。球填料的情况下，只接受压缩接触力，被认为是单独的。有人认为，这些有一个有限的体积模量，因为特定的相关性，在接触障碍，压缩性的约束。我们讨论为什么他们的剪切模量，然而，再次为零的大尺寸。提出了一个定量模型，描述了数值测量的剪切模量，无论是作为加载角和系统尺寸的函数。在所有情况下，如果存在密度p>0的过约束，例如当填料因压缩而变形时，或者当玻璃在其均衡组成窗口之外时，所有渐近模量变为有限。对于具有周期性边界条件的方形网络，这些条件的阶为sqrt{p}。对于有向网络，弹性模量为exp{-c/p}阶，表明存在1/p阶的“均衡长度尺度”。
2012-01-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On inequalities of shear modulus contributions in disordered elastic bodies
本文研究非晶弹性体中剪切模量各贡献项的不等式关系，将剪切模量分解为淬火应力方差项与平均项，揭示了平衡与非平衡条件下平均项符号的变化规律。
2025-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear Stress Fluctuation Dynamics of Sheared Disordered Wet Foam
剪切的湿泡沫在气泡变形中储存弹性能，通过气泡重排来释放应力。泡沫中气泡重排的不稳定性导致应力的有效随机下降，随后是弹性增加的时期。我们研究了超过三十年的应变率和近二十年的系统尺寸高度无序泡沫的全球特性。我们使用一系列的措施：平均应力，应力下降的分布，应力下降率，和归一化的波动强度的行为特征。基本上不依赖于系统大小。作为应变速率的函数，在$0.07 {\rm s^{-1}}$的剪切速率附近存在行为变化。
2003-03-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and elasticity of model disordered, polydisperse and defect-free polymer networks
无序和多分散聚合物网络的弹性是软物质物理学的一个基本问题，至今尚未解决。在这里，我们通过模拟二价和三价或四价片状颗粒的混合物自组装聚合物网络，这导致类似于实验随机交联系统的指数链长分布。组装完成后，网络连接和拓扑将被冻结，并对生成的系统进行特征化。我们发现网络的分形结构依赖于组装的数密度，但是具有相同平均价和相同组装密度的系统具有相同的结构性质。此外，我们计算的均方位移的长时间限制，也被称为（平方）本地化长度，的交联和链的中间单体，显示长链的动态是很好地描述了管模型。最后，我们找到了在高密度下连接这两个局部化长度的关系，并将交联局部化长度与体系的剪切模量联系起来。
2023-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Disordered hyperuniform vortex matter with rhombic distortions in FeSe at low fields
在当前寻求合成具有有趣应用的超均匀材料时，解决组成系统的对象与宿主介质的物理性质的耦合是至关重要的。有了这个目标，我们研究了一个模型系统：在FeSe超导体中的涡旋受到相当大的磁弹性耦合与主机样品。我们发现，低场FeSe涡旋结构是最弱的超均匀型可能是由于磁弹性耦合引入的各向异性和长程相互作用项的相关性。这项工作表明，它是可以定制的超均匀性类的材料系统，通过调整耦合的相互作用的对象与主介质的弹性特性。
2023-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Effects of coordination and stiffness scale-separation in disordered elastic networks
本文通过数值研究二维无序弹性网络的刚度尺度分离效应，揭示其力学响应由刚性子系统非声子软模与软相互作用的刚度竞争主导，建立了软相互作用区剪切模量等物理量的关系，对理解纤维生物物质非线性力学有意义。
2024-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Systematic Modification of Functionality in Disordered Elastic Networks Through Free Energy Surface Tailoring
复杂分子系统的制造和表征的进展已经产生了对在分子长度尺度上进行设计的新方法的需求。新兴方法越来越依赖于人工智能（AI）的使用，以及在大型数据库上训练AI模型。这种范式转变导致了成功的应用，但与可解释性和可推广性有关的缺点继续构成挑战。在这里，我们探索了一种替代范式，在这种范式中，人工智能与基于物理的分子和材料工程考虑相结合。具体来说，类似于增强型采样模拟中使用的集合变量，是使用机器学习（ML）模型构建的，该模型是在从单个系统收集的数据上训练的。通过ML构造的集体变量，可以识别感兴趣的系统中的关键分子相互作用，其调制使得能够系统地定制系统的自由能景观。为了探索所提出的方法的有效性，我们用它来工程变构调节，和单轴应变波动在一个复杂的无序弹性网络。它在这两种情况下的成功应用提供了关于功能如何在具有广泛连接性的系统中进行管理的见解，并指出了其在复杂分子系统设计中的潜力。
2022-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Phase coherent quantum mechanical spin tranport in a weakly disordered quasi one-dimensional channel
转移矩阵技术被用于模拟门控电子自旋干涉仪的弱无序准一维通道中的相位相干自旋输运[Datta和Das，Appl.Phys.Lett.，56，665（1990）]。它包括干涉仪通道中的轴向磁场（由铁磁接触引起）、Rashba自旋轨道相互作用和弹性（非磁性）杂质散射的影响。我们表明，在轴向磁场的存在下，非磁性杂质可以导致自旋弛豫的方式类似于Elliott-Yafet机制。的干涉仪的电导振荡的振幅和相位，和自旋电导极化的程度，被发现是相当敏感的接触处的界面势垒的高度，以及强度，位置和性质（吸引或排斥）的只是一些弹性的非磁性杂质在通道中。这会严重阻碍自旋干涉仪的实际应用。
2003-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Soft and non-soft structural transitions in disordered nematic networks
从理论上研究了无序交联弹性体和凝胶的性质，重点讨论了非局部弹性相互作用和交联条件的作用。最初在各向同性相交联的网络失去其长程取向顺序淬火随机应力的作用，我们纳入仿射变形模型的橡胶弹性。我们提出了一个详细的图片机械准Goldstone模式，这占了几乎完全软的多域-单域（P-M）过渡下的应变，以及“四叶草”图案的去偏振光散射强度。用一个简单的模型研究了畴结构的动力学弛豫。结构因子的峰值波数服从幂律型慢动力学，在真正的机械平衡时趋于零。分析了单畴态中淬火无序对指向矢涨落的影响。在长波长和P-M跃迁阈值附近，随机冻结对涨落幅度的贡献占主导地位。我们还研究了通过交联多畴嵌段聚合物熔体获得的网络。初始指向矢构型的记忆表现为关联的、强的淬火无序，使P-M跃迁非软。的弹性自由能的空间分布是强烈的外部应变，在各向同性交联网络的情况下，去均匀化。
2000-04-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Nonlinear effective medium theory of disordered spring networks
无序的软材料，如生物环境中的纤维网络，表现出非线性弹性响应。我们研究了这种非线性行为的极小模型的网格几何形状与简单的虎克元素无序弹性常数。通过开发一个平均场的方法来计算微分弹性体模量的宏观网络响应的大的各向同性变形下，这样的网络，我们提供了深入了解这些系统的应变硬化和软化行为的起源。我们发现，非线性力学仅弱依赖于晶格几何，并由平均网络连接。特别是，非线性响应控制的均衡连接，这强烈依赖于所施加的应变。我们的预测的应变依赖的均衡点，以及应变依赖的微分体积模量同意以及在二维和三维的数值结果。此外，通过使用无序网络和具有随机力的规则网络之间的映射，我们计算了变形场的非仿射波动，并将其与数值结果进行了比较。最后，我们讨论了发展理论的局限性和影响。
2011-08-19 cond-mat.soft physics.bio-ph
Universal scaling for disordered viscoelastic matter II: Collapses, global behavior and spatio-temporal properties
无序粘弹性材料是普遍存在的，并表现出迷人的不变标度特性。在另一篇文章中，我们对无序弹性系统在刚开始时的动态磁化率的临界行为提出了全面的新结果。在这里，我们提供了额外的细节，推导出的奇异缩放形式的纵向响应附近的堵塞和刚性渗流。然后，我们讨论与这些形式相关的全球方面，并使无阻尼和过阻尼动力学在刚性和松弛阶段的标度崩溃图。我们还推导出临界指数，不变的标度组合和分析公式的通用标度函数的几个数量，如横向和密度响应，弹性模量，粘度，和关联函数。最后，我们讨论了尝试性的实验方案来测量这些行为的胶体悬浮液。
2022-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of preparation and architecture on the elastic modulus of polymer networks
本文通过粗粒化分子动力学模拟揭示聚合物网络弹性模量受制备浓度、拓扑、缠结及排除体积效应的影响，并用仿射网络理论的预应变解释无序网络行为。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Uniform Shock Waves in Disordered Granular Matter
围压$P$可能是控制颗粒物质性质的最重要参数。在许多方面，强压缩颗粒介质是简单固体，其中弹性扰动以普通声子的形式传播。然而，声速在粒状骨料不断降低围压的降低，完全消失在堵塞-解除堵塞的过渡。这种反常行为表明，在低压下的能量输运不应该由声子主导。在这项工作中，我们使用模拟和理论来展示如何颗粒系统的响应变得越来越非线性的压力降低。在低压区，弹性能量主要通过非线性波和冲击传递。我们数值表征这些冲击的传播速度，形状和稳定性，并通过一个简单的分析方法模型的压力和冲击强度的冲击速度的依赖性。
2012-08-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Designing Phononic Band Gaps with Sticky Potentials
无序固体振动模式中的谱隙是声子超材料合成和控制的关键设计元素，声子超材料表现出大量新颖的弹性和机械性能。然而，可靠地产生这些间隙通常需要通过复杂的控制优化程序来实现高度的网络特异性。在这项工作中，我们提出了一个额外的工具，现有的剧目，一个数值方案，迅速产生相当大的光谱间隙的网络结构或弹性参数的任何微调的情况下。这些间隙甚至出现在由相对少的颗粒（$N \sim 10^2-10^3$）组成的无序多分散体系中。我们提出的程序利用粘性潜力，最近已被证明可以抑制软模式的形成，从而有效地恢复线性弹性制度的能带结构出现，在更短的长度尺度比传统的无序固体模型。我们的方法与从胶体悬浮液到3D打印弹性网络的各种物理设置中的间隙光谱的设计和实现有关。
2021-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mapping forces in 3D elastic assembly of grains
我们对无序材料（如颗粒堆、泡沫、乳液或稠密悬浮液）的弹性和流变学的理解依赖于改进实验工具来表征它们在颗粒尺度上的行为。虽然2D观测现在在实验室中进行，但3D测量仍然是一个挑战。在本文中，我们使用一个简单的模型系统，一个软弹性球的包装，说明X射线显微层析成像的能力，以说明颗粒系统的内部结构和局部行为。图像分析技术可以解析晶粒的位置、形状和接触面积;这用于研究材料的微观结构及其在应变时的演变。除了形态测量，我们开发了一种技术来量化接触力和估计内部应力张量。正如本文所述，这为三维无序系统的静态和动态测量打开了大门
2010-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Impact of elastic heterogeneity on the propagation of vibrations at finite temperatures in glasses
声波如何在无序固体中传播的某些方面仍然不清楚。最近的研究表明，无序固体的一个特征似乎会影响中尺度的振动激发，即局部弹性不均匀性。声波的传播已被证明是强烈的影响，不均匀的材料的机械特性，添加到标准的非谐耦合，在有限的温度下，达到极其复杂的传输性能。在这里，我们解决这些问题的情况下，一个简单的原子玻璃形成，分子动力学计算机模拟。特别是，我们专注于横向分量的振动激励的动态结构因素，并在扩展的频率范围内的声音色散和衰减的温度依赖性的特征。我们提供了一个完整的图片如何弹性异质性确定运输的振动激发，也基于直接比较的数值数据与预测的非均匀弹性理论。
2019-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Extreme resilience and dissipation in heterogeneous disordered materials
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
针对晶格架构非均匀材料力学各向异性限制功能的问题，本文提出引入随机空间点与子域连接的无序设计方法，经3D打印试样实验与仿真验证，可实现近各向同性的高回弹、高耗散等优异力学性能。
2025-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Criticality enhances the reinforcement of disordered networks by rigid inclusions
本研究针对处于中心力刚度转变附近的无序弹性网络，结合标度理论与模拟发现刚性夹杂物可引发异常强的刚度强化，揭示其源于颗粒间距与关联长度的相互作用，为生物材料力学性能研究提供新视角。
2024-07-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Machine learning-informed structuro-elastoplasticity predicts ductility of disordered solids
所有固体在足够高的机械负荷下屈服。在屈服点以下，所有无序固体的力学响应几乎是一样的，但在屈服点以上，每种不同的无序固体都以自己的方式响应。脆性系统可以在没有警告的情况下破碎，如普通的窗户玻璃，或者在断裂之前表现出应变局部化，如金属或聚合物玻璃。韧性系统，例如剃须膏等泡沫或蛋黄酱等乳液，可以无限流动，而不会产生应变局部化。虽然有调整应变局部化程度的经验策略，但没有解释其有效性或局限性的框架。我们发现，结构弹塑性（StEP）模型提供了微观理解应变局部化如何取决于结构，塑性和弹性的相互作用。
2023-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The flow of forces through cellular materials
描述和测量蜂窝和泡沫等蜂窝材料的弹性性能是一个困难的问题，当细胞结构是无序的。这篇论文表明，跟踪通过材料的力的流动可以帮助可视化和理解细胞结构的几何形状如何影响弹性行为。材料样本的平均应变张量可以通过对力路径求和来计算，并通过路径的强度进行加权。该方法强调具有最大应力的路径，这可以产生最大的动态效果。路径平均技术再现以前的表达式泊松比的规则蜂窝，但很容易扩展到无序的蜂窝和泡沫。
2012-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Collective effects in cellular structure formation mediated by compliant environments: a Monte Carlo study
顺应性环境可以介导机械活性细胞（如成纤维细胞）之间的相互作用。从单细胞行为的现象学模型开始，我们使用广泛的蒙特卡罗模拟来预测软弹性基底上的细胞群落作为弹性模量，细胞密度，噪声和细胞位置几何形状的函数的非平凡结构形成。在一般情况下，我们发现一个无序的结构，以及有序的弦状和环状结构。有序和无序结构之间的过渡是由细胞密度和噪声水平控制，而弦和环状有序结构之间的过渡是由泊松比控制。在三个维度上观察到类似的效果。我们的研究结果表明，在弹性效应方面，健康的结缔组织通常处于宏观无序状态，但可以通过适当的参数变化切换到宏观有序状态，以一种让人想起伤口收缩或挛缩等疾病状态的方式。
2006-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.CB
Stability and roughness of tensile cracks in disordered materials
研究了非均匀脆性二维弹性材料中裂纹扩展的稳定性和粗糙度。首先，我们推导出一个运动方程描述这样的裂纹的动态的框架内的线性弹性断裂力学，基于格里菲斯准则和局部对称性原则。这一结果使我们能够将Cotterell和Rice的稳定性分析扩展到无序材料。在稳定的政权，我们发现随机裂纹路径。利用统计物理的工具，我们得到了这些路径的功率谱和它们的概率分布函数，并得出结论，它们不表现出自仿射性。我们表明，这些路径的实空间分形分析可能会导致错误的结论，路径是自仿射的。为了完成图片，我们解开系统的偏见，在这样的真实空间的方法，从而有助于自仿射测量的可靠性的一般性讨论。
2013-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Using Nonlinear Response to Estimate the Strength of an Elastic Network
脆弱弹性元件的无序网络已经被提出作为大骨的内部多孔区域的模型[Gunaratne等人，cond-mat/0009221，http://xyz.lanl.gov]。它表明，这样的网络的静态和周期应变的响应比$Γ$可以用来估计其极限（或破坏）应力。由于老年人骨折是由于多孔骨的弱化，我们讨论了使用$Γ$作为骨质疏松症非侵入性诊断的可能性。
2001-02-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft q-bio
Estimating the Strength of an Elastic Network Using Linear Response
脆弱弹性元件的无序网络已经被提出作为大骨的内部多孔区域的模型[Gunaratne等人，cond-mat/0009221]。在数值研究中，这种网络的削弱被认为是伴随着承载债券的分数减少。该观察结果用于表明，网络对DC和AC驱动的线性响应的比率$Γ$可以用作其强度的替代。讨论了使用$Γ$作为非侵入性诊断骨质疏松的可能性。
2001-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Multifunctional Hyperuniform Cellular Networks: Optimality, Anisotropy and Disorder
无序超均匀异质材料是一种新的、奇异的非晶态物质，它们的行为与晶体相似，在大的长度尺度上抑制体积分数的波动，但在统计上是各向同性的，没有布拉格峰。最近已经表明，无序超均匀介电二维蜂窝状网络固体具有在尺寸上与光子晶体相当的完全光子带隙，而同时保持统计各向同性，使得波导几何形状不可能与光子晶体。受这些发展的启发，我们探索了各种二维有序和无序超均匀细胞网络的其他功能，包括它们的有效热导率或电导率和弹性模量。我们建立了一类这样的低密度网络的多功能性，证明他们最大化或几乎最大化的有效电导率和弹性模量。这是使用机械的均匀化理论，包括最佳界限和交叉属性界限，和统计力学。我们已经确定了有序和无序的超均匀低权重细胞网络，它们在传输方面是多功能的（例如，热耗散和流体传输）、机械和电磁特性，其可以使用3D打印和光刻技术容易地制造。
2018-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anisotropic suppression of hyperuniformity of elastic systems in media with planar disorder
无序超均匀材料由于其独特的物理性质而引起人们的关注。在这些系统中，大规模的密度波动被强烈抑制，就像在完美的晶体中一样，即使系统可以像液体一样无序。然而，超均匀性可能受到不同类型的淬火无序的影响，这些无序可避免地存在于成分成核的主体介质中。在这里，我们使用涡旋物质在超导体作为一个模型的弹性系统，研究如何平面相关的障碍影响，否则超均匀结构成核的样品与薄弱点无序。缺陷平面以各向异性的方式抑制超均匀性：虽然在缺陷的横向方向上，长波长密度波动是非零的，但在纵向方向上，它们较小，并且系统最终可以恢复足够厚的样品的超均匀性。我们的研究结果强调，需要考虑的性质的混乱和厚度依赖的尺寸交叉在寻找新的超均匀材料。
2022-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Quasi-localized vibrational modes, Boson peak and sound attenuation in model mass-spring networks
本研究提出一种构建无序质量-弹簧网络的算法，通过调控局部弹性涨落模拟玻璃的弹性特性，复现了其振动特征与稳定度的关联，为研究玻璃振动异常提供新方法。
2023-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
