The role of shape disorder in the collective behaviour of aligned fibrous matter
我们研究压缩成束的排列宏观纤维与内在的形状障碍，在人类的头发和许多其他自然和人造系统中发现。我们通过实验、数值模拟和理论相结合的方法展示了纤维形状的统计特性如何控制纤维束的集体力学行为。这项工作铺平了道路，设计对齐的纤维物质与预先要求的性能，从大量的个别股选定的几何形状和刚度。
2019-03-04 cond-mat.soft
Compressive Instabilities Enable Cell-Induced Extreme Densification Patterns in the Fibrous Extracellular Matrix: Discrete Model Predictions
通过建模和模拟，我们表明，材料的不稳定性在纤维胶原细胞外基质（ECM）的力学行为中起着主导作用，当ECM被收缩的生物细胞变形时，我们观察到。我们比较了两个家庭的纤维网络模型，家庭1与稳定和家庭2不稳定的压力拉伸响应的个别纤维在压缩。后者是具有分级结构的梁的后屈曲的特征。我们的模拟揭示了不同的压缩不稳定性在发挥在每个家庭，即，纤维崩溃（屈曲）在家庭2和纤维元素崩溃（管理单元）在家庭1。这些导致高度局部化的致密化区域，其由从单个收缩细胞发出或连接相邻细胞的强烈排列的纤维组成，如在实验中观察到的。尽管这两个家族的反应存在很大差异，但我们的工作强调了屈曲/压缩不稳定性在纤维生物组织行为中的重要性，并暗示了癌症侵袭和转移。
2022-12-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
Analytical and numerical analyses of the micromechanics of soft fibrous connective tissues
生物组织的最新研究和治疗需要准确有效的方法来描述其机械性能。事实上，微观力学驱动的方法提供了一个系统的方法，从微观层面提升到宏观的相关数据。在这项工作中，一个和两个家庭的胶原纤维的超弹性组织的力学响应进行了分析，通过应用一个新的变分估计占他们的组织学和他们的成分的行为。所得到的接近形式的表达式用于确定健康人冠状动脉壁的总体响应。为了证明所提出的方法的准确性，这些预测与相应的3-D有限元模拟的周期性单位细胞的组织与两个家庭的纤维。在整个过程中，高度非线性和各向异性的组织的分析预测是一致的数值模拟。
2012-01-02 cond-mat.soft
Long Range Force Transmission in Fibrous Matrices Enabled by Tension-Driven Alignment of Fibers
细胞可以在纤维性细胞外基质中相对长的距离上感知和响应机械信号。在这里，我们探讨了所有的关键因素，影响长距离力传输细胞填充的胶原蛋白基质：胶原蛋白纤维的排列，施加的力的反应，应变硬化性能的对齐纤维，纵横比的细胞，和细胞收缩的极化。机械驱动的胶原纤维重新取向的本构关系。我们使用有限元模拟和分析计算系统地研究了胶原纤维排列的范围。我们的研究结果表明，张力驱动的胶原纤维排列在力传递中起着至关重要的作用。小的临界拉伸纤维对齐，大的纤维刚度和纤维应变硬化行为，使远程相互作用。此外，椭圆形细胞极化收缩时胶原纤维排列的范围远大于球形细胞对角收缩时胶原纤维排列的范围。的相图显示的范围内的力传输作为细胞的形状和极化和矩阵属性的函数。我们的研究结果与最近的实验结果非常一致，并强调了影响远程力传输的因素，特别是张力驱动的纤维排列。我们的工作与生物学过程具有重要的相关性，包括发育，癌症转移和伤口愈合，表明细胞长距离通信的条件。
2014-09-23 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Remodeling of Fibrous Extracellular Matrices by Contractile Cells: Predictions from Discrete Fiber Network Simulations
施加在周围细胞外基质（ECM）上的收缩力导致细胞附近的组成纤维的排列和拉伸。因此，基质重新组织以形成排列的纤维的粗束，其使得力能够在大于细胞尺寸的距离上传递。ECM纤维的收缩力介导的重塑与许多生理和病理生理现象有关。在这项工作中，我们提出了一个计算模型来捕获细胞介导的重塑纤维基质中使用有限元离散纤维网络模拟。该模型被证明可以准确地捕捉胶原蛋白对齐，异质变形，和实验观察到的远程力传输。从应变诱导的纤维排列中预测了单个收缩细胞周围的机械影响区和两个细胞之间的相互作用。通过参数研究，细胞收缩性和细胞形状各向异性对基质重塑和力传递的影响被量化并总结在相图中。对于高度收缩和伸长的细胞，我们发现一个传感距离是细胞大小的十倍，与实验观察一致。
2014-09-22 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
ToFiE, a Topology-aware Fiber Extraction workflow for 3D reconstruction of dense and heterogeneous biological fiber networks from microscopy images
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出ToFiE工作流程，用于从高分辨率显微图像中重建密集且异质的生物纤维网络，保留三维连接性，通过合成图像和胶原凝胶网络验证其有效性。
2026-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.QM
Strain-induced alignment in collagen gels
胶原蛋白是动物生物学中最丰富的细胞外网络形成蛋白，在天然和人工组织中都很重要，在其中它作为具有很大机械通用性的材料。这种多功能性源于其几乎独特的能力，在施加载荷下重塑成各向异性和非均匀结构。为了探索这一特性的起源，我们开发了一套分析工具和一种新的实验装置，该装置可以探测纤维网络在几何形状中的机械响应，该几何形状模拟了细胞在体内施加的典型变形轮廓。我们观察到强烈的纤维排列和致密化的功能，所施加的应变的非交联和交联的胶原网络。这种对齐被发现是不可逆地印在未交联的胶原蛋白网络，这表明一个简单的机制，在微观组织。然而，交联网络显示出与未交联凝胶相似的纤维排列和相同的几何性质，但具有完全可逆性。因此，不需要塑性来排列纤维。相反，我们的数据表明，这种效应是纤维生物网络的基本非线性特性的一部分。
2009-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microbuckling of Fibrin Provides a Mechanism for Cell Mechanosensing
生物细胞感知机械力并作出响应，但这种机械感知过程如何在非线性不均匀纤维基质中发生仍然未知。我们发现，细胞在纤维基质诱导变形场，传播范围比预测的线性弹性。在许多力学传导研究中使用的合成的线性弹性水凝胶未能捕获这种效应。我们建立了一个纤维网络的非线性微结构有限元模型来模拟细胞引起的局部变形。该模型从实验中捕获测量的细胞诱导的基质位移，并确定了长距离细胞机械传感的重要机制：由于单个纤维的微屈曲导致的压缩刚度损失。我们发现的证据表明，细胞通过这种机制所造成的局部细胞间带的拉伸变形的形成相互感知。
2015-05-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
Stiff Polymers, Foams and Fiber Networks
本文研究了由广义刚性聚合物组成的纤维材料的弹性。结果表明，在对比蜂窝泡沫状结构仿射应变场一般是不稳定的。相反，网络的结构和其构建块的弹性性质之间的微妙相互作用导致了具有中间渐近标度制度的有趣的机械性质。我们提出了详尽的数值研究的基础上补充的比例参数的有限元方法。
2005-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nonlinear mechanosensation in fiber networks
在多种生理环境中，真核细胞粘附于细胞外基质（ECM），这是一种具有复杂非线性力学的无序网络。这些细胞可以执行机械感觉：使用局部力探测，它们可以测量并响应其基底的机械特性。然而，目前尚不清楚ECM在细胞尺度上的机械复杂性如何影响机械感觉。在这里，我们调查的物理限制机械感觉所施加的固有结构紊乱和非线性弹性响应的ECM。使用无序纤维网络的理论框架，我们发现，细胞可以用小的探测力局部感知的极端机械异质性随着力的增加而大大减少。具体来说，我们预测的准确性mechanosensation显着提高力，以下的普遍幂律不敏感的组成细节，我们定量确认使用胶原蛋白和纤维蛋白凝胶的微观流变学实验。我们通过引入一个非线性机械感觉的一般模型，基于与纤维屈曲相关的新兴非线性长度尺度的想法，提供了对这种行为的概念性见解。这种依赖于力的长度尺度增强了进行局部机械测量的范围，从而在扩大的区域上平均化无序网络的响应。我们展示了一个例子，一个细胞如何可以使用这种非线性mechanosensation来推断一个无序ECM使用本地测量的宏观力学性能。总之，我们的研究结果表明，细胞可以利用纤维网络的固有非线性来鲁棒地感知，控制和响应其机械环境。
2022-08-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
Range and strength of mechanical interactions of force dipoles in elastic fiber networks
肌球蛋白II分子马达产生的机械力驱动不同的细胞过程，最显著的是形状变化、分裂和运动。这些力可以通过细胞骨架介质-生物聚合物的无序粘弹性网络在长距离上传递。由此产生的细胞大小尺度力链原则上可以介导远距离肌动球蛋白单位之间的机械相互作用，导致细胞骨架中的自组织结构秩序。为了研究这一过程，我们模拟肌动蛋白细胞骨架上的一个approximated纤维晶格网络，其中纤维被建模为线性弹性元件，可以弯曲和拉伸，而肌球蛋白电机施加收缩力偶极子。我们量化的范围和异质性的力传输在这些网络中的力偶极子，显示这些依赖于不同的债券稀释和纤维弯曲拉伸刚度比。通过分析集群的节点连接到高应变的债券，以及应变能的衰减率与距离的力偶极子，我们表明，长距离的力传输被筛选出的纤维弯曲稀释网络。我们进一步描述了拉伸力和压缩力传播的差异。这导致一对力偶极子之间的机械相互作用依赖于它们的相互分离和取向。在更均匀的网络中，力偶极子之间的相互作用重演了连续弹性理论预测的分离距离的幂律依赖性，而在稀释网络中，相互作用是短程的，并且随着局部网络配置而强烈波动。总之，我们的工作表明，在无序的纤维介质中，力偶极子之间的弹性相互作用可以作为生物材料的组织原则。
2023-02-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Finite size effects in critical fiber networks
纤维网络如胶原蛋白在生理系统中是常见的。这些网络的一个重要功能是为细胞和组织提供机械稳定性。在生理水平的连通性，这样的网络将是机械不稳定的，只有中心力的相互作用。虽然网络可以通过弯曲相互作用来稳定，但也已经表明，它们表现出从松弛到刚性的临界转变作为施加应变的函数。超过一定的应变阈值，据预测，欠约束网络与只有中心力的相互作用表现出剪切模量的不连续性。我们研究了这种转变的有限尺寸标度行为，并确定了热力学极限中的力学不连续性和临界指数。我们发现非平均场行为和证据的超标度关系的临界指数，网络刚度是类似的热相变的热容量。这一点的进一步证据也可以在纤维网络的自平均特性中找到。
2020-06-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Micromechanical statistical model links induced nematic order to mechanical response in fiber networks
Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Kent State University（肯特州立大学）；Hiroshima University（广岛大学）
本研究开发了一种考虑几何与材料非线性的连续细观力学理论，揭示纤维网络的诱导向列序与力学响应的关联，通过离散模拟验证理论，明确单轴拉伸下序与致密化的关系及收缩细胞的屈曲传播规律。
2026-08-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Orientational lineage memory and mechanical ordering during diffusion-limited growth
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；Institute for the Dynamics of Complex Systems, Göttingen University（哥廷根大学复杂系统动力学研究所）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, University of Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）
研究揭示了在扩散受限生长中，取向族系记忆与机械有序性如何通过细胞扩展和机械相互作用共同塑造集体组织。
2025-12-01 cond-mat.soft physics.bio-ph
Strain-rate, temperature and size effects on the mechanical behavior of fiber bundles
IsTerre, CNRS/Université Grenoble Alpes（IsTerre，法国国家科学研究中心/格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
研究应变率、温度和尺寸对纤维束机械行为的影响，通过纤维束模型分析热激活作用，揭示应变率和温度对强度、应变和弹性模量的影响，指出传统降尺度方法需谨慎使用。
2026-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Interplay between the mechanics of bacteriophage fibers and the strength of virus-host links
病毒纤维在许多病毒感染机制中起着核心作用，因为它们识别相应的宿主并与其表面建立机械连接。具体来说，噬菌体必须通过尾部周围的纤维锚定到细菌上，然后才能开始将病毒DNA易位到宿主中。来自噬菌体T4长尾纤维的蛋白质基因产物（gp）37形成位于长尾纤维远端的纤维状平行同源三聚体。生化数据表明，这些纤维中至少有三个是初始宿主细胞相互作用所需的，但没有揭示为什么是三个而不是其他数量。通过使用原子力显微镜，我们获得了高分辨率图像的gp 37纤维吸附在云母基板上的缓冲条件，并探讨其局部的机械性能。我们的纳米级径向压痕实验提供了~0.08 N/m的径向刚度和~120 pN的断裂力。此外，我们进行了有限元分析，并确定杨氏模量为约20 MPa。从这些机械参数，我们假设，三个病毒纤维提供足够的机械强度，以防止T4病毒从细菌分离的病毒颗粒布朗运动，提供了生物物理的理由，以前的生化数据。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Active restructuring of cytoskeleton composites leads to increased mechanical stiffness, memory, and heterogeneity
复合细胞骨架包括半柔性肌动蛋白和刚性微管的相互作用网络，使用马达蛋白如肌球蛋白主动产生力和重构，以实现关键的机械过程，包括细胞运动和有丝分裂。然而，马达驱动的活动如何改变细胞骨架复合材料的力学仍然是一个开放的挑战。在这里，我们进行光镊微流变学肌动蛋白微管复合材料驱动的肌球蛋白II电机显示，电机活动增加了线性粘弹性和弹性存储的复合材料的主动重组紧密包装的细丝簇和束的网络。我们的非线性微流变学测量停止活动后几个小时进行的显示，电机收缩的结构是稳定的和强大的非线性强迫。非线性响应的独特特征包括增加的机械刚度、记忆和异质性，以及在电机驱动的重组之后抑制的细丝弯曲。我们的研究结果揭示了重要的新的光粘弹性和非平衡动力学之间的相互作用，在活性聚合物复合材料，如细胞骨架。
2022-05-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mechanical annealing and memories in a disordered solid
以恒定的应变幅度剪切无序或非晶态固体许多周期可以使其退火，使样品松弛到编码该幅度的记忆的稳定状态。这种稳定状态还具有对幅度变化的显著稳定性，允许读取存储器。在这里，我们通过考虑如何对样本进行机械退火以具有尽可能少的记忆内容，为退火和记忆提供了新的认识。在实验中，我们表明，一个“振铃”协议达到一个相当的稳定状态，但没有明显的记忆和最小的结构各向异性。我们介绍了一种方法来表征人口的样品内的重排，并显示它是如何连接的幅度变化和退火步骤的大小的响应。这些技术可以推广到其他形式的玻璃态物质和各种各样的无序固体，特别是那些通过均匀流动产生的。
2021-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Origami-based tunable truss structures for non-volatile mechanical memory operation
折纸最近受到了科学界的极大兴趣，作为构建超材料的积木。然而，主要的焦点已经放在他们的运动学应用，如可展开的空间结构和夹层芯材料，通过利用平面折纸平台的紧凑性和膨胀性。在这里，我们提出了体积折纸细胞-特别是三角形的圆柱形折纸（TCO）-可调的稳定性和刚度，并证明其作为非易失性机械记忆存储设备的可行性。我们发现，一对折纸细胞可以开发一个双阱潜力存储位信息，而不需要残余力。使这种基于折纸的方法更具吸引力的是两位机械存储器的实现，其中两对TCO单元相互连接，一对充当另一对的控制。使用TCO为基础的桁架结构，我们提出了一个纯机械的一位和两位的内存存储机制的实验演示。
2016-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Fiber plucking by molecular motors yields large emergent contractility in stiff biopolymer networks
细胞的机械性质主要取决于其细胞骨架的张力，细胞骨架是一种生物聚合物网络，由活性马达蛋白施加压力。虽然已知网络的纤维性质强烈影响这些力向细胞尺度的传递，但我们对这一过程的理解仍然不完整。在这里，我们调查通过网络在单个细丝水平的力的传输，并表明，积极的力量可以几何放大的横向电机产生的力“拔”的纤维，并引起非线性张力。在刚性和密集连接的网络中，这种张力导致大的网络范围的拉伸应力，远远超过了线弹性理论的预期。这种放大机制与最近表征的由于纤维屈曲引起的网络水平放大竞争，这表明纤维网络为生命系统放大其分子力提供了几种不同的途径。
2018-05-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
The mechanical latching memory of an adhesive tape
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Dickinson College（迪金森学院）
本文研究普通胶带部分剥离时的机械印记存储与检索效应，提出其多记忆行为基于整流驱动的“锁存”通用原理，还展示了胶带的部分记忆擦除功能及作为机械计算设备的应用。
2025-11-11 cond-mat.soft
Mechanical feedback controls the emergence of dynamical memory in growing tissue monolayers
组织的生长依赖于细胞-细胞相互作用和生物学相关过程，如细胞分裂和凋亡，由机械反馈机制调节。我们占这些影响在一个最小的二维模型，以调查的后果，机械反馈，这是由一个临界压力，$p_c$控制。一个细胞只有在它与相邻细胞相互作用所承受的压力小于$p_c$时才能生长和分裂。由于温度是模型中的一个无关变量，细胞动力学是由细胞分裂产生的自生主动力（SGF）驱动的。它表明，即使在没有细胞间的相互作用，细胞进行扩散行为。SGAF驱动的扩散是无法区分的一个自由的布朗粒子在一个固定的有限温度的众所周知的动力学。当考虑到细胞间的相互作用，我们发现持久的时间相关性的力-力自相关函数（$FAF$），在几个细胞分裂时间的时间尺度上延伸。$FAF$的时间依赖性揭示了记忆效应，其随着pc的增加而增加。所观察到的非马尔可夫效应是由于细胞分裂和机械反馈的相互作用而出现的，并且本质上是一种非平衡现象。
2022-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Emergent reprogrammable mechanical memory in soft rods network via friction tuning
针对软超弹性杆网络在全局压缩下的局部压痕存储问题，研究通过实验表征弹性—塑性状态转变，并提出基于摩擦的简单模型，揭示可擦除、可重编程的机械记忆机制。
2023-10-02 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.pop-ph
Inter-particle adhesion induced strong mechanical memory in a dense granular suspension
重复/循环剪切可将非晶态固体驱动到对所施加的应变振幅的记忆进行编码的稳态。然而，最近的实验发现，这种记忆形成对块体材料的机械性能的影响是相当弱的。在这里，我们研究的记忆效应在屈服应力固体形成的玉米淀粉颗粒在石蜡油中的稠密悬浮液。在循环剪切作用下，系统向稳态演化，表现出训练诱导的应变刚化和塑性。读数显示，该系统编码的训练振幅的强记忆，如所示的一个大的变化，在微分剪切模量。我们观察到，记忆可以被编码为一个广泛的训练幅度以上和以下的屈服，虽然，记忆的强度随着训练幅度的增加而下降。原位边界成像显示应变局部化接近剪切边界，而大部分样品像固体塞一样移动。在稳态下，<v>当应变接近训练振幅时，类固体区域内的平均粒子速度（）相对于移动板减慢，然而，当读出应变穿过振幅时，<v>突然增加。我们证明，颗粒间的粘附相互作用是至关重要的，这样一个强大的记忆效应。有趣的是，我们的系统也可以记住一个以上的输入，只有在最后应用具有较小幅度的训练应变。
2022-06-25 cond-mat.soft
Nonmonotonic Aging and Memory Retention in Disordered Mechanical Systems
我们观察到非单调老化和记忆效应，玻璃动力学的两个标志，在两个无序的机械系统：皱巴巴的薄片和弹性泡沫。在固定的压缩下，两个系统都表现出单调的非指数松弛。然而，当在一定的等待时间之后压缩部分地减少时，两个系统都表现出非单调响应：法向力首先在许多分钟甚至数小时内增加，直到达到峰值，并且仅在那时恢复松弛。峰值时间与等待时间呈线性关系，这表明这些系统保留了对先前条件的持久记忆。我们的研究结果和测量的标度关系是在良好的协议与最近用来描述在几个玻璃体系中的单调老化的观察的理论模型，这表明非单调的行为可能是通用的，并且a-热系统可以显示真正的玻璃态行为。
2017-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Enhanced extracellular matrix remodeling due to embedded spheroid fluidization
本研究构建三维顶点模型，揭示类流体肿瘤球体通过主动细胞重排引发形状波动，比类固体球体更显著地促进周围纤维网络的重塑与致密化，阐明了球体流变特性在肿瘤侵袭前阶段的关键力学作用。
2024-03-25 cond-mat.soft physics.bio-ph
Self-organization and memory in a cyclically driven elasto-plastic model of an amorphous solid
本研究针对无序材料力学行为受历史影响的问题，探究QMEP模型的记忆特性，发现振荡训练后可读出振幅与剪切方向，观测到准RPM行为并构建类Preisach方向记忆模型。
2024-09-11 cond-mat.soft
Strength of Mechanical Memories is Maximal at the Yield Point of a Soft Glass
我们的实验表明，单一和多个机械记忆可以编码在一个无定形的气泡筏，一个原型的软玻璃，受到振荡应变。在最近的数值结果，我们发现，多个存储器可以形成无外部噪声。通过系统地研究记忆形成的范围内的训练应变振幅跨越屈服，我们发现清晰的签名的记忆，甚至超越屈服。最引人注目的是，系统回忆记忆的程度是最大的屈服应变附近的训练幅度，是一个直接的结果，在编码过程中的系统重组的空间范围。我们的研究进一步表明，力网络在训练过程中的演变对记忆的形成起着决定性的作用。
2018-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical memories in solids, from disorder to design
本文回顾了固体力学记忆研究，从非晶固体变形记忆与粒子重排模型出发，拓展到更广的固体和玻璃态物质，并指出其为力学超材料中的记忆与物理计算以及材料功能设计提供基础。
2024-06-21 cond-mat.soft nlin.AO
Emergent Disorder and Mechanical Memory in Periodic Metamaterials
本文借鉴阻挫人工自旋冰，设计出可自发生成空间无序状态的周期性力学超材料，并利用非阿贝尔、历史依赖响应实现从终态读取操作序列的力学记忆。
2023-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tension Remodeling Controls Topological Transitions in Epithelial Tissues
本研究提出动态顶点模型，通过应变依赖性张力重塑和机械记忆耗散调控细胞重排，解释并控制上皮组织中的多细胞玫瑰花结形成与拓扑转变。
2023-10-16 cond-mat.soft physics.bio-ph
Mechanical waveform memory in an athermal random medium
University of Massachusetts, Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
研究发现非热随机颗粒在缓慢压缩时可存储任意波形，解压时以反向顺序恢复波形，该现象依赖摩擦力，与摩擦模型细节无关，且大量颗粒可高精度识别不同波形。
2026-03-15 cond-mat.soft
In vivo measurements of fascia lata effective mechanics combined to a memory fiber recruitment viscoelastic modeling approach
ENSL, CNRS, Laboratoire de physique（里昂高等师范学校，法国国家科学研究中心，物理实验室）
本研究通过结合人体阔筋膜控制性斜坡松弛实验与整合纤维募集和双时间尺度粘弹性松弛的本构模型，建立了可重复测量体内阔筋膜有效粘弹性特性的实验与建模框架。
2026-06-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
Experimental Evaluation of the Rheological Properties of Veriflex Shape Memory Polymer
形状记忆聚合物是一种在智能材料和结构中具有巨大应用潜力的材料。当从冷态（低于转变温度，其可以是聚合物的玻璃化转变温度或熔融温度）加热到热态（高于转变温度）时，它们经历可以与记忆合金的马氏体转变相比较的转变。这一过程导致材料的力学性能发生了很大的变化，并出现了形状记忆现象。本研究是对SMP Veriflex在不同试验条件下的机械性能进行的实验评价。之所以选择Veriflex，是因为它易于访问。此外，它的性能与环氧树脂相似，这使得它非常适合用于各种技术应用。动态力学分析（DMA）被用来确定循环谐波载荷下的粘弹性性能随温度和频率的演变。根据加载频率，玻璃化转变温度清楚地出现在45 \degree ℃至60 \degree ℃的范围内。玻璃化转变明显地以储能模量显著降低约40倍为标志。创建Veriflex的主曲线，并允许为该材料构建时间-温度叠加。对100%延伸率的SMP进行了热力循环试验。最后，利用这些实验研究的结果设计了一个演示器，显示了在工程上应用的可能性，特别是板形控制。
2009-09-16 cond-mat.soft
Thermoelastic wave-based logic for mechanically cognitive materials
University at Buffalo (SUNY)（纽约州立大学布法罗分校）
本研究提出利用形状记忆合金超材料单元结合热弹性波散射构建机械计算电路，实现具备记忆和热触发功能的低延迟逻辑门，为基于波的模拟时序计算系统奠定基础。
2026-10-26 cond-mat.soft physics.app-ph
Self-organization and memory formation in two-dimensional jammed deformable matter under cyclic compression
The Institute of Mathematical Sciences（马图拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国家研究所）
研究探讨了变形环结构在准静态压缩下的无热机械响应，发现进一步密实导致环状结构失稳，从而产生宏观机械软化。在循环压缩下，单分散系统趋向于近可逆路径经过有序状态，而多分散系统则收敛到稳定、滞回的极限环，这些极限环编码了训练历史的鲁棒记忆。
2026-05-21 cond-mat.soft
Memory-driven topological ordering during the transition from dormant to migrating epithelia
University of Oslo（奥斯陆大学）；Oslo University Hospital（奥斯陆大学医院）
本文通过实验和主动弹性模型揭示，静止上皮单层中存储的收缩应力作为机械记忆，在血清诱导激活后释放，驱动快速拓扑缺陷粗化，从而引发集体迁移，区别于传统的解堵塞和群集转变。
2026-05-22 cond-mat.soft
The role of the extra cellular matrix on memory
我们首先揭示了记忆的生物学模型，该模型一方面基于动作电位过程中轴突的机械振荡，另一方面基于当施加机械应变时细胞外基质成分的变化。由于这些变化，沿着最兴奋的神经元的细胞外基质的硬度将在靠近这些神经元处增加，胶原蛋白的弹塑性行为。这将创建链接到记忆效应的优先路径。在第二部分中，我们暴露了一个物理模型的基础上随机行走的动作电位的阵列组成的树突和轴突。最后一个模型表明，重复同一事件会导致对该事件的长时间记忆，而异相睡眠会导致不同事件的记忆。
2008-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.NC
Mechanical fluctuations suppress the threshold of soft-glassy solids : the secular drift scenario
本文提出了一种在屈服应力以下由外界机械波动驱动的软玻璃态非晶材料流态化的动力学机制。该模型是基于记忆效应和非线性相结合，导致长期积累的微小影响。我们测试这种情况下的颗粒填料驱动机械低于库仑阈值。我们带来的证据，一个有效的粘性反应直接相关的小应力调制与一般长期漂移的理论预测一致。
2015-09-01 cond-mat.soft
Memory from coupled instabilities in unfolded crumpled sheets
将一个普通的薄片揉皱，可以将其转变为一种具有不寻常机械行为的结构，例如增强的刚度，发出噼啪声，缓慢松弛和记忆保持。解释这些行为的一个核心挑战在于理解薄片复杂几何形状的贡献。在这里，我们结合循环驱动协议和3D成像相关的全球机械响应和基本的几何变换在未折叠的褶皱片。我们发现，它们对循环应变的反应是间歇性的，滞后的，并且编码了最大施加压缩的记忆。使用3D成像，我们表明，这些行为出现由于本地化和相互作用的几何不稳定性之间的相互作用的表。一个简单的模型证实，这些最小的成分足以解释观察到的行为。最后，我们证明了在训练后，多个记忆可以被编码，这种现象被称为返回点记忆。我们的研究奠定了基础，了解复杂的力学褶皱片，并提出了一个实验和理论框架的相互作用的不稳定性系统中的记忆形成的研究。
2022-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Trainable amorphous matter: tuning yielding by mechanical annealing
Raman Research Institute（拉曼研究所）
本研究通过机械退火调节非晶态物质的流变性，揭示了训练记忆与塑性、非仿射变形和剪切带形成的关系，展示了不同准备协议对材料响应的影响。
2025-11-30 cond-mat.soft
Kovacs-like memory effect in a sheared colloidal glass: role of non-affine flows
本文结合实验、模拟与线性响应理论，首次在剪切胶体玻璃中证实了体积守恒扰动下的Kovacs-like记忆效应，并揭示了非线性扰动引起的微观非仿射流动对记忆效应的调控作用。
2025-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
