Using dislocations to probe surface reconstruction in thick freely suspended liquid crystalline films
表面相互作用可以导致自由悬浮的液晶薄膜形成与本体材料不同的相，但尚不知道在厚膜的表面发生了什么。刃位错可以用作体心和重建表面之间的边界的标记。我们使用非接触模式原子力显微镜，以确定自由悬浮厚膜的4-n-庚氧基苯亚甲基-4-n-庚基苯胺（70.7）在结晶B相的表面下的边缘位错的深度。3.0发现+/-0.1nm高的台阶，其宽度随温度在56 ℃和59 ℃之间变化。用应变模型计算刃型位错上液晶层的分布，发现当温度从59 ℃降低到56 ℃时，重构的表面层数目从4层增加到50层。这种趋势跟踪的行为的相边界的厚度依赖的相图中的自由悬浮膜的70.7，这表明该表面可以被重建成近晶F区域。
2015-08-14 cond-mat.soft
Geometric background charge: dislocations on capillary bridges
最近的实验表明，胶体晶体局限于弱弯曲的毛细管桥引入组的位错组织成“褶”作为手段，以减轻应力所造成的高斯曲率的表面。我们认为这种曲率屏蔽机制的发病，通过检查孤立的位错和自由边界的毛细管桥的mantitials的能量学。边界提供了一个重要的贡献的问题，类似于一个背景电荷，“中和”的不平衡的综合曲率的表面。这使得它有利于拓扑中性位错和位错群-而不是拓扑带电的向错和疤痕-以减轻由表面的不平衡高斯曲率引起的应力。这种效应适用于具有非零积分高斯曲率和无应力边界条件的表面上的任何晶体。我们通过数值计算限制在弱正曲率和负曲率表面上的缺陷弹簧晶格的能量来证实分析结果
2012-06-19 cond-mat.soft
Helix alignment, chevrons, and edge dislocations in twist-bend ferroelectric nematics
Advanced Materials and Liquid Crystal Institute, Kent State University（肯特州立大学先进材料与液晶研究所）；Materials Science Graduate Program, Kent State University（肯特州立大学材料科学研究生项目）；Faculty of Chemistry, University of Warsaw（华沙大学化学系）；Faculty of Advanced Technology and Chemistry, Military University of Technology（军事理工大学先进技术与化学学院）；Jozef Stefan Institute（约瑟夫斯蒂芬研究所）；Department of Physics, Faculty of Natural Sciences and Mathematics, University of Maribor（马里博尔大学自然科学与数学学院物理系）；Department of Physics, Kent State University（肯特州立大学物理系）
研究扭弯铁电向列相NTBF中表面对齐、V形缺陷和边缘位错的特性，揭示其在电光应用中的潜力。
2025-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effective elasticity of a flexible filament bound to a deformable cylindrical surface
我们使用数值模拟来展示如何一个完全灵活的细丝绑定到一个可变形的圆柱形表面可能获得宏观持久性长度和螺旋构象。这是弹性薄板变形时的非平凡弹性响应的结果。我们发现，细丝的螺距是完全由表面的机械性能，并可以通过改变细丝的结合能进行调谐。我们提出了简单的缩放参数来理解这种现象背后的物理机制，并提出了一个相图，表明在什么条件下，人们应该期望一个完全灵活的链表现为螺旋半柔性长丝。最后，我们讨论了我们的结果的影响。
2010-05-13 cond-mat.soft
Designing Surface Charge Patterns for Shape Control of Deformable Nanoparticles
设计基于可变形纳米颗粒（NPs）的可重构材料取决于对这些NPs可以采用的能量有利形状的理解。使用模拟，我们表明，中空，可变形的补丁NP定制的表面电荷模式，如Janus补丁，条纹，多面体分布的补丁不同地适应他们的形状，以响应模式和离子强度的变化，转变成胶囊，半球，可变酒窝碗，多面体。NP表面电荷，形状和弹性能量密度的各向异性之间的联系进行了讨论。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.comp-ph
Liquid Crystals on Deformable Surfaces
分子被约束在曲面切向束上的液晶显示出有趣的现象，这是由于液晶的弹性自由能和体自由能与曲面几何性质的紧密耦合。我们推导出了一致的Frank-Oseen-Helfrich和Landau-de Gennes-Helfrich模型，该模型考虑了指向矢/Q-张量场和表面的同时弛豫。由此产生的系统的矢量或张量值表面偏微分方程和几何演化规律的数值求解，以解决这些系统的丰富的动态，并计算由此产生的平衡形状。结果强烈依赖于内在和外在的曲率贡献，并可能导致意想不到的不对称形状。
2019-11-25 cond-mat.soft
Active nematodynamics on deformable surfaces
该研究在可变形表面上建立活性向列动力学模型，揭示曲率使拓扑缺陷产生法向力，为形态发生提供动态基础。
2024-05-22 cond-mat.soft math-ph math.DG
Fluid deformable surfaces with variable thickness - a Surface Shallow-Water-Helfrich model
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Center for Systems Biology Dresden (CSBD)（德累斯顿系统生物学中心）；Cluster of Excellence Physics of Life (PoL)（生命物理学卓越集群）
该研究针对上皮组织的固体-流体双重特性，提出表面浅水波-赫耳弗里克模型，引入厚度场替代不可伸长约束，开发表面有限元数值格式，经测试可用于模拟形态发生过程中表面形状的演化。
2026-10-09 cond-mat.soft
Motion of a deformable drop of magnetic fluid on a solid surface in a rotating magnetic field
实验研究了在低频（1Hz量级）均匀磁场的作用下，置于固体水平面上的磁流体液滴在垂直面内旋转时的行为。观察并研究了液滴的形状变形和旋转运动。测量了不同场幅值和场频率下的液滴平移速度。
2012-03-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shape Evolution of Fluid Deformable Surfaces under Active Geometric Forces
针对流体可变形表面模型应用于形态发生需纳入主动力的需求，研究响应平均曲率梯度的主动几何力引发的形状不稳定性，采用表面有限元与半隐式时间步进的数值方法验证了最优收敛性。
2024-08-19 cond-mat.soft math-ph math.MP
Jamming on deformable surfaces
堵塞是一种基本的转变，它控制着颗粒介质的机械行为，包括沙子，泡沫和稠密的悬浮液，但也包括生物组织：在压缩时，颗粒介质可以从自由流动变成无序的固体。干扰以前被认为是一种涉及粒子在固定几何形状中运动的整体现象。然而，在不同类别的软材料中，固化可以在可变形的几何形状中发生，例如在流体液滴的表面上或在宝石的形成中。在这些系统中，干扰的性质和动态仍然是未知的。在这里，我们提出并研究了一个方案，我们称之为度量干扰，旨在捕捉形状和粒子之间的复杂相互作用。与经典的干扰过程中表现出离散的机械过渡，令人惊讶的是，我们发现，度量堵塞状态具有的机械性能，是连续可调的经典堵塞和传统的弹性介质之间。还观察到耦合颗粒和表面自由度的新型振动模式。我们的工作奠定了基础，统一的理解，在可变形的几何形状的干扰，利用干扰的控制和稳定的形状在自组装过程中，并提供了新的工具，询问在可变形介质中的固化过程更普遍。
2022-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Active Flows and Deformable Surfaces in Development
我们回顾了弯曲和变形流形上流动介质的主动流体动力学描述的进展：发展过程中单层上皮和/或其他组织的连续描述的最新技术。首先，在简要概述了活动，流量和流体动力学的描述，我们强调的通用挑战，确定依赖于所谓的主动动力学系数的动态变量-主动对应耗散昂萨格系数。我们继续描述一些关于曲率和主动流动如何相互作用的微妙之处，以及当表面可变形时出现的问题。最后，我们围绕这些理论在发育生物学中的效用进行了广泛的讨论。这包括分析技术的局限性，与数值积分相关的挑战，拟合数据和推理，以及未来的潜在工具，如离散微分几何。
2021-03-23 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Modelling fluid deformable surfaces with an emphasis on biological interfaces
流体可变形表面在细胞和组织生物学中普遍存在，包括脂质双层、肌动球蛋白皮质或上皮细胞片。这些接口表现出弹性，低雷诺数界面流体力学，化学和几何形状之间的复杂的相互作用，并管理重要的生物过程，如细胞交通，分裂，迁移，或组织形态发生。为了解决这类问题所带来的建模挑战，其中界面现象与表面的形状和动力学紧密相互作用，我们开发了一个通用的连续介质力学和计算框架的流体可变形表面。流体变形表面的固-流双重性质挑战了经典的拉格朗日或欧拉变形体描述。在这里，我们扩展的概念，拉格朗日-欧拉（ALE）配方，以及建立散装介质，变形表面。为了系统地开发流体可变形表面的模型，一致地对待所有场和几何形状之间的耦合，我们遵循一个非线性Onsager形式主义，根据该动态最小化Rayleighian功能的耗散，功率输入和能量释放率竞争。最后，我们提出了新的计算方法，建立在Onsager的形式主义和我们的ALE制定，处理由此产生的刚性系统的高阶偏微分方程。我们将我们的理论和计算方法应用于脂质双层和细胞皮层的经典模型。这里开发的方法使我们能够制定/模拟这些模型的第一次在其完整的三维通用性，占有限的曲率和有限的形状变化。
2018-12-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Statics of polymer droplets on deformable surfaces
采用球-弹簧模型的分子动力学模拟，研究了聚合物液滴在软变形表面上的平衡性质。该表面由聚合物刷组成，该聚合物刷具有不可逆地末端拴系到平坦固体基底上的线性均聚物链。我们通过改变接枝密度来调节表面的柔软度。液滴由各种链长的珠弹簧聚合物组成。首先，这两个系统，刷和聚合物液体，进行了独立的研究，以确定其静态和动态性能。特别是，使用AFM实验的数值实现，我们测量的剪切模量的刷子表面和比较的结果，理论预测。然后，我们研究了具有不同接触角的聚合物液滴在不同柔软度的基底上的润湿行为。密度分布揭示，在一定条件下，形成的润湿脊下的三相接触线。帽形液滴和圆柱形液滴也进行了比较，以估计线张力相对于液滴尺寸的影响。最后，模拟的结果进行了比较，占的表面张力和软基板的顺应性的现象学的自由能计算。取决于表面/液滴相容性、表面柔软度和液滴尺寸，观察到两种制度之间的过渡：从液滴表面能平衡与表面的粘附力的一种制度，这是经典的Young-Dupré润湿制度，到粘附力、液滴和表面弹性能之间发生耦合的另一种制度。
2011-07-14 cond-mat.soft physics.chem-ph
Gauge Freedom and Objective Rates in the Morphodynamics of Fluid Deformable Surfaces: the Jaumann Rate vs. the Material Derivative
本文澄清了流体可变形表面形态动力学中混淆的Eulerian与Lagrangian视角及三种规范自由度，证明客观率仅限物质导数与Jaumann率，并分别阐述了其适用场景与应用示例。
2024-06-26 cond-mat.soft math-ph math.MP
Defects and Metric Anomalies in Föppl-von Kármán Surfaces
本文提出了一个一般的框架来研究在给定的缺陷分布（如位错、向错和位错）和度量异常（如热应变和生长应变）下F{<$} ppl-von K{á}rm{á}n扁壳的变形和应力响应。该理论包括位错和向错，其缺陷线既可以穿透二维表面又可以位于表面内。该理论的一个重要方面是推导出拉伸和弯曲应变与各种缺陷和度量异常密度的不相容源的应变不相容关系。将不协调关系与平衡定律和本构假设相结合，得到了扁壳的非齐次F{<$} ppl-vonK {á}rm{á}n方程。几个边值问题的提出，并解决数值，首先考虑只位错，然后再加上生长应变向错。
2022-08-16 cond-mat.soft
Energetics-based model for a diffusiophoretic motion of a deformable droplet
Chiba University（千叶大学）；Kobe University（神户大学）；Hokkaido University（北海道大学）；Josai University（城西大学）
本文提出了一种基于能量的模型，用于描述可变形液滴在表面张力梯度驱动下的扩散性运动，并分析了三种稳定状态的过渡。
2026-03-10 cond-mat.soft nlin.PS
Soft swimming: Exploiting deformable interfaces for low-Reynolds number locomotion
往复运动不能用于在低雷诺数下在无限流体中或刚性表面附近的运动。在这里，我们表明，对于在可变形界面附近进行往复运动的物体，这一限制是放松的。使用物理参数和缩放关系，我们表明，由相互流动引起的界面变形所产生的非线性整流的游泳者的周期性运动，导致运动。这样的策略可以用来移动朝向，远离和平行于任何可变形的界面，只要涉及的长度尺度小于内在尺度，我们确定。一个近自由面的宏观扑翼运动实验说明了这一新的结果。
2008-06-27 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Wrinkling of fluid deformable surfaces
本文用流体动力学理论模拟流体可变形表面，数值研究体积减小或面积增大导致的起皱与粗化，获得波数普适标度律，并揭示高 Reynolds 数下起皱受抑制及 Helfrich 能量主导的整体形变。
2024-01-24 cond-mat.soft math-ph math.MP
Dislocation-mediated growth of bacterial cell walls
最近的实验已经阐明了杆状细菌的显著生长机制：与细胞壁延伸相关的蛋白质以恒定速度在大致沿着细胞圆周定向的圆圈中移动（Garner等人，Science（2011），Dominguez-Escobar等人Science（2011），van Teeffelen等人PNAS（2011）。我们认为这些位错的部分有序的肽聚糖结构，激活的聚糖链延伸机械，并从理论上研究这些相互作用的缺陷上的圆柱体的表面上的动力学。这些相互作用的缺陷的产生和运动导致了令人惊讶的效果所产生的圆柱形的几何形状，具有重要意义的增长。我们还讨论了长程弹性相互作用和膨压如何影响细菌细胞壁中主动移动位错的动力学。
2012-05-07 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
