Force Dipole Interactions in Tubular Fluid Membranes
本研究构建了管状流体膜中力偶极驱动的流动解析解，发现偶极子对沿螺旋测地线运动并产生各向异性相互作用，且轴向偶极子对沿紧致方向随时间线性漂移，对理解运动蛋白非平衡动力学有重要意义。
2025-06-20 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Dynamics of Force Dipoles in Curved Biological Membranes
本研究构建模型探索弯曲生物膜中力偶极子的流体动力学，发现曲率诱导负指数缺陷，偶极子对沿测地线运动，并在强限制下聚集，但极高曲率破坏聚集。
2025-06-20 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Molecular interfacial rheology: Lipid membrane shear viscosity
McKetta Department of Chemical Engineering, University of Texas（德克萨斯大学麦基塔化学工程系）
该研究开发了分子界面流变学方法，通过平衡态分子动力学模拟结合Mori-Zwanzig形式理论，从脂质膜的横向速度自相关函数中提取波矢相关的剪切粘度，结果经非平衡模拟验证，适用于表征嵌入三维介质的界面系统流变特性。
2026-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Effective Viscosity of a Dilute Suspension of Membrane-bound Inclusions
当颗粒悬浮液被剪切时，刚性颗粒周围的剪切流中的扰动增加了局部能量耗散，使得悬浮液的粘度实际上高于溶剂的粘度。对于体积（三维）流体，理解这种粘度增强是流体力学中的一个经典问题，起源于一个多世纪前爱因斯坦对球形颗粒稀悬浮液的研究。\cite{Einstein1}在本文中，我们研究了类似的问题的有效粘度的悬浮液的磁盘嵌入在一个二维的膜或界面。与体相流体动力学不同，低雷诺数膜流体动力学的特征在于由膜与其周围的体相流体耦合产生的固有长度尺度，因此，我们发现悬浮液中颗粒的尺寸相对于该流体动力学长度尺度对悬浮液的有效粘度具有显著的影响。我们的研究还有助于阐明所需的数学工具来解决一般出现的混合边值问题时，考虑刚性夹杂物在流体膜的运动。
2008-08-14 cond-mat.soft
Hydrodynamics of molecular rotors in lipid membranes
本研究针对分子转子测膜黏度值偏高的问题，提出其弛豫时间受膜黏度与双层间摩擦共同影响的理论，给出校正因子，为利用已知膜黏度提取难测的双层间摩擦提供了可能。
2024-12-12 cond-mat.soft physics.bio-ph
On the effects of membrane viscosity on transient red blood cell dynamics
本研究通过IB-LBM和SLS模型进行介观数值模拟，发现2D膜黏性对准确重现红细胞弛豫时间至关重要，为研究时变应变场中红细胞的非线性响应提供了新视角。
2024-12-23 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Undulation instability in a bilayer lipid membrane due to electric field interaction with lipid dipoles
双层脂质膜（BLM）是所有生物系统的重要组成部分，形成细胞和细胞器与周围环境的功能屏障。形成膜的脂质分子含有永久性和诱导性偶极，当横向场足够强时，电场可以诱导孔的形成（电穿孔）。在这里，一个现象学的自由能被构造来模拟BLM对横向静态电场的响应。该模型包含一个连续描述的膜偶极子和头群偶极子和膜倾斜之间的耦合。膜被发现变得不稳定，通过屈曲模式，这是弱耦合到膜的厚度波动。厚度波动，随着膜屈曲产生的界面面积的增加，增加了局部膜破裂的可能性，这可能导致孔的形成。的不稳定性被发现强烈依赖于偶极头基和膜倾斜之间的耦合的强度，以及偶极有序的程度在膜。
2010-05-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
The interplay between membrane viscosity and ligand-binding receptor kinetics in lipid bilayers
本研究通过引入依赖于应变水平的黏度构建脂质双层黏弹性本构模型，揭示了膜黏度与配体结合受体动力学的相互作用，为脂质筏活性及细胞力学信号传导提供了新见解。
2024-09-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Fluid Vesicles with Viscous Membranes in Shear Flow
研究了剪切流中膜粘度对囊泡动力学的影响。我们提出了一种新的模拟技术，它结合了三维多粒子碰撞动力学的动态三角形膜模型的溶剂。随着膜粘度的增加，囊泡从稳定的坦克踩踏过渡到不稳定的翻滚运动。根据减少的体积和膜粘度，剪切可以诱导两个discocyte-to-prolate和prolate-to-discocytetransformation。这种动力学行为可以从一个简化的模型中理解。
2004-04-15 cond-mat.soft
Dynamics of pearling instability in polymersomes: the role of shear membraneviscosity and spontaneous curvature
从理论上研究了共聚物系链的稳定性。二嵌段或三嵌段共聚物的自组装可以导致管状聚合物囊泡，实验上已知其在热、化学和拉伸应力下经历形状不稳定性。它导致了半径的非周期性调制，从而演变成由微型系绳连接的流水线珍珠。我们研究了剪切表面粘度和自发曲率的贡献以及它们之间的相互作用，以了解珠光不稳定性。线性分析表明，如果膜张力大于一个有限的临界值，与Rayleigh-Plateau不稳定性相反，或者如果自发曲率在一个特定的范围内，则这种系统是不稳定的。对于自发曲率诱导形状不稳定的情况，识别出两种动力学模式。第一种是类似于张力诱导不稳定性的边缘模式。它的波数与最不稳定的模式连续下降到零膜粘度增加。意想不到的二次波具有有限的不稳定波数范围。随着膜粘度的增加，最不稳定模式的波数趋于一个常数。在这种模式下，在高膜粘度极限下，其生长速率与体相粘度无关，表现为纯粘性表面。
2021-10-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic aggregation of membrane inclusions due to non-Newtonian surface rheology
本研究利用洛伦兹互易定理，揭示了非牛顿表面流变学导致的膜包裹体间长程水动力相互作用，提出蛋白质聚集机制，并通过平均场模型和数值模拟验证了六角晶体的形成。
2023-04-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hamiltonian Active Particles in Incompressible Fluid Membranes
Birla Institute of Technology and Science, Pilani（比拉理工学院）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
本文提出了一种哈密顿框架，用于研究嵌入在不可压缩二维膜中的推子和拉子偶极子的相互作用，揭示了远场偶极子流的无旋特性及哈密顿动力学对活性偶极子集体行为的影响。
2026-07-01 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Drag coefficient of a liquid domain in a two-dimensional membrane
使用流体动力学理论，结合动量衰减机制，我们计算了有限粘度的圆形液体域在二维膜中移动的阻力系数。我们推导出一个解析表达式的阻力系数，它涵盖了整个范围内的域大小。讨论了几种极限表达式。所获得的阻力系数随着区域粘度相对于外膜粘度变小而减小。这是因为在该区域中诱导的流动用于更有效地输送周围基质中的流体。
2010-02-24 cond-mat.soft
Mechanics of non-planar membranes with force-dipole activity
研究了活性膜蛋白如何改变流体膜的长波长力学。蛋白质的活性被建模为通过非局部力分布干扰蛋白质周围环境，其中力偶极分布是最简单的例子。的解析表达式，描述了如何修改的活动的膜表面的力平衡方程得到的形式的力矩扩展的力分布。该表达允许进一步研究非平面膜的活性的后果。特别是对机械性能的积极贡献，如张力和弯矩变得明显。它还解释了如何活动可以诱导膜中的活性蛋白质之间的流体动力学吸引力。
2006-08-11 cond-mat.soft
Quenched Dipole Pairs in Viscous Fluid Membranes across the Saffman Crossover: Integrable Hamiltonian Dynamics
Birla Institute of Technology and Science, Pilani（比拉理工学院）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Indian Institute of Technology Bombay（印度孟买理工学院）；Stanford University（斯坦福大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度卡拉格普尔理工学院）
研究黏性膜中淬火偶极子的动力学，揭示萨夫曼临界点引发的偶极子相互作用重组，展示从一维到耦合动力学的转变。
2026-06-08 cond-mat.soft nlin.SI physics.bio-ph
Fluctuation spectrum of quasispherical membranes with force-dipole activity
计算了含有活性膜蛋白的准球形囊泡的涨落谱。蛋白质的活性被建模为蛋白质推动其周围环境，产生非局部力分布。考虑了活性蛋白质密度的热涨落和蛋白质的单个作用力分布中的时间噪声的贡献。发现在短波长处，个体力分布中的噪声变得显著。
2006-07-25 cond-mat.soft
Numerical computations of the dynamics of fluidic membranes and vesicles
囊泡和许多生物膜由两个单层脂质分子组成，形成封闭的脂质双层。囊泡的动力学行为非常复杂，并且出现多种形式和形状。脂质双层可以被认为是一种表面流体，因此控制方程的演变包括表面（Navier-Stokes方程，其中特别是考虑到膜粘度。这种演变是由膜的曲率弹性产生的力驱动的。此外，表面流体方程耦合到体（Navier-Stokes）方程。我们引入了一个参数有限元方法来解决这个复杂的自由边界问题，并提出了第一个三维数值计算的基础上，充分（Navier-Stokes系统为几种不同的情况。例如，膜的粘度，自发曲率和面积差弹性（ADE）的影响进行了研究。特别是，事实证明，即使在本体流体之间没有粘度对比的情况下，也可以通过增加膜粘度来获得从罐踩踏到翻滚的转变。除了经典的坦克踩踏和翻滚运动，另一种模式（称为过渡模式在本文中，但最初称为摆动呼吸模式，后来也称为颤抖，过渡和摆动模式）分离这些经典模式出现，并由我们进行了数值研究。我们还研究了ADE和自发曲率模型中的平衡形状的特征，如萌芽行为或海星形式，在剪切流中的行为。
2015-10-27 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Swimming of microorganisms in quasi-2D membranes
生物游泳者经常在几何限制的介质中航行。我们研究了游泳运动员的规定行程问题，该问题局限于嵌入在不同粘度的流体中的平面粘性膜。在它们的运动中，微观游泳者扰乱了膜和本体中的流体。出现的流动具有二维（2D）和三维（3D）流体动力学特征的组合，并且这样的流动被称为准2D。准2D流体中从2D到3D流体动力学的交叉由Saffman长度控制，Saffman长度是由2D膜粘度与包埋体相流体的3D粘度的比率给出的长度尺度。我们已经开发了一种计算和理论的方法的基础上的边界元法和洛伦兹互易定理研究的范围内的值的Saffman长度的微生物的游泳。我们发现，一个鞭毛传播横向正弦波在准二维膜可以开发一个游泳速度超过纯二维或三维流体，而一个二维蠕动的推进减慢的存在下的散装流体。
2020-02-06 cond-mat.soft
Interactions between Zwitterionic Membranes in Complex Electrolytes
我们研究了两性离子膜在由一价和多价离子组成的混合电解质中的静电相互作用。我们表明，一价盐的存在是一个有限的静电力存在的膜上的必要条件。因此，源自表面偶极子的平均场膜压表现出非均匀的盐依赖性，其特征在于，在稀盐条件下增强，在中间盐浓度下降低。在添加多价阳离子的亚摩尔盐溶液中，这些阳离子与表面偶极子的相反电荷的单独的相互作用，使膜间的压力更排斥在低的膜分离距离和强烈的吸引力在中间距离，导致在一个不连续的类似电荷结合的过渡，然后由膜结合过渡。通过扩展我们的形式主义，占与大盐浓度相关的校正，我们表明，膜的高表面偶极子密度浸入摩尔盐溶液中可能会发生膜结合过渡，即使没有多价阳离子。因此，膜工程的表面极化力的调谐可以是一个有效的方式来调整偶极膜在浓盐溶液中的平衡配置。
2020-05-26 cond-mat.soft
Translocation of a Polymer through a Nanopore across a Viscosity Gradient
通过几种计算方法研究了聚合物在分离不同粘度流体的膜中通过孔的易位。从聚合物的一半开始，我们发现，由于引入了跨孔的粘度差，易位将主要发生在膜的一侧。这些结果表明，一个内在的泵送机制易位跨细胞壁，这可能会出现时，跨膜的流体是不均匀的。有些令人惊讶的是，发现易位的优选方向的符号强烈依赖于模拟算法：对于朗之万动力学（LD）模拟，发现偏向低粘度侧，而对于布朗动力学（BD），研究了在大范围粘度梯度下的易位动力学，并建立了一个简单的力模型来估计的偏差的大小，LD的结果被证明是更现实的物理。LD的结果也进行了比较，从一个简单的，一维随机游走模型的易位调查的聚合物和熵的障碍的内部自由度的作用。总之，不同聚合物长度上的结果的缩放证明了优先方向随聚合物长度的饱和和对应于易位时间随聚合物长度的缩放的指数中的最大值的非平凡位置。
2012-09-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Hydrodynamic Coupling of Particle Inclusions Embedded in Curved Lipid Bilayer Membranes
我们开发的理论和计算方法来研究嵌入弯曲的脂质双层膜内的颗粒夹杂物。我们考虑的情况下，球形脂质囊泡，其中夹杂物颗粒耦合通过（i）膜内流体力学，（ii）牵引应力与外部和被困的溶剂流体，和（iii）单层间滑动的双层的两个小叶之间。我们调查相对于平坦的膜如何膜曲率和拓扑结构增加流体动力学响应。我们展示了蛋白质内含物的平移和旋转流动性如何受到膜曲率，膜内粘度与溶剂粘度之比以及单层间滑动的影响。对于多粒子动力学的一般调查，我们还讨论了如何我们的方法可以用来治疗球形双层内的集体扩散和流体动力学耦合。
2016-01-25 cond-mat.soft math.DG q-bio.SC
Pair dynamics of active force dipoles in an odd-viscous fluid
本文研究了活性手性薄流体层中两个活性力偶极子的横向动力学，解析获得含非互易相互作用的迁移率张量，揭示了奇黏性诱导的螺旋与振荡行为及复杂动力学。
2023-02-07 cond-mat.soft
Viscotaxis of chiral microswimmer in viscosity gradients
本研究利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程揭示手性微游泳者在黏度梯度中的负黏性趋向性，发现偶极子错位时产生螺旋运动，为微游泳者动力学与流体性质相互作用提供新见解。
2025-01-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contribution of dipolar bridging to phospholipid membrane interactions: a mean-field analysis
我们开发了一个模型的相互作用的两性离子膜与旋转表面偶极子浸没在一价盐，并实现它的场理论形式主义。在平均场制度的一价盐，膜之间的静电力的特点是由一个不均匀的趋势：在大的膜分离，在相对侧的界面偶极子表现为电荷相同的阳离子，并引起排斥膜的相互作用，在短的膜分离，由偶极磷酸基团诱导的阴离子场设置在膜间区域的行为。偶极脂质头基中的阳离子氮的吸引力通过偶极桥接导致膜表面的粘附。潜在的竞争之间的相对场分量的个别偶极电荷导致的不均匀的盐离子亲和性的两性离子膜相对于分离距离;大的膜间分离意味着阴离子过量，而小的，纳米尺寸的分离，有利于阳离子过量。两性离子膜的这种复杂的离子选择性可能对纳米过滤和纳米流体传输技术具有相关的影响。
2021-05-18 cond-mat.soft
Structure and rheology of suspensions of spherical strain-hardening capsules
我们研究了加工硬化球形胶囊的流变学，从稀到浓的制度下的约束剪切流，使用三维数值模拟。我们考虑了毛细管数、体积分数和膜不可伸展性对颗粒变形和有效悬浮粘度以及悬浮液法向应力差的影响。悬浮液显示剪切稀化行为，这是软颗粒如乳液液滴、囊泡、应变软化胶囊和红细胞的特征。我们发现，膜的不可伸展性对流变性起着重要的作用，几乎可以抑制剪切变稀。对于浓悬浮液的膜的不可扩展性上的正常应力差的非单调依赖性被观察到，反映了类似的行为的颗粒形状。相反，有效悬浮液粘度增长并最终饱和，达到非常大的不可扩展性，接近固体颗粒极限。从本质上讲，我们的研究结果表明，加工硬化胶囊共享的流变学特性取决于面积膨胀剪切弹性模量的比例与软颗粒和固体颗粒。此外，悬浮液粘度表现出一个普遍的行为，由毛细管数和膜的不可扩展性所定义的参数空间，当引入颗粒的几何形状的变化在稳态的体积分数的定义。
2020-11-06 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
The critical pressure for microfiltration of oil-in-water emulsions using slotted-pore membranes
通过数值求解纳维-斯托克斯方程，研究了几何参数和流体性质对微油滴渗透到狭缝孔中的临界压力的影响。我们考虑一个长槽孔，这是部分阻塞的油滴，但允许有限的渗透通量。从力平衡模型获得临界渗透压力的分析估计，该力平衡模型涉及来自液滴周围的流动的拖曳力和表面张力力以及孔内的压力变化。结果表明，临界压力随油水粘度比、表面张力系数、接触角和液滴半径的变化规律与理论预测吻合较好。结果表明，临界渗透压力与表面张力系数呈线性关系，当粘度比或液滴半径足够大时，临界渗透压力接近饱和。这些研究结果是非常重要的优化设计和提高性能的微滤系统与槽孔。
2018-05-08 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Curvature fluctuations of fluid vesicles reveal hydrodynamic dissipation within the bilayer
本文通过巨型囊泡闪烁光谱实验证明，曲率半径小于Saffman-Delbrück长度的非平面膜的弯曲涨落由膜内粘性流动主导，并可从形状时间关联的短时行为可靠提取膜粘度，揭示DPPC:胆固醇膜为牛顿流体而聚合物膜流变更复杂。
2024-07-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamic lift of a two-dimensional liquid domain with odd viscosity
我们讨论的流体动力作用在一个二维的液体域，横向移动内的支持流体膜在奇数粘度的存在。由于活跃的旋转蛋白质可以在结构域内部积累，我们专注于结构域内部和外部之间的奇数粘度的差异。考虑到二维不可压缩流体向基底的动量泄漏，我们解析地得到了横向畴运动引起的流体流动，并计算了作用在运动液体畴上的阻力和升力。与无奇粘性的被动情况相比，只有当内/外奇粘性不同时，主动情况下才会产生侧向升力。在奇数粘度的内/外对比导致非互易的流体动力学响应的活性液体域。
2021-11-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamics of Self-Assembly of Model Viral Capsids in the Presence of a Fluctuating Membrane
一个粗粒度的计算模型被用来研究波动的流体膜的动态补丁粒子组装成病毒衣壳样核心的影响。从广泛的参数范围内的模拟结果，显示不同的相互作用强度，膜刚度和膜粘度的影响。此外，水动力相互作用的影响进行了研究。对膜的吸引可以促进组装，包括对于在本体中不发生的子单元相互作用强度，并且还可以减少单核组装时间。膜出芽率强烈增加的流体动力学相互作用。膜的变形速率在确定有限时间产率中是重要的。更高的速率可以减少组装的熵损失，并有助于将子单元朝向彼此引导，但也可能阻止部分芯完成。为了增加亚单元相互作用强度，确定了三种具有不同膜效应的制度。
2013-06-07 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Reorientation dynamics of microswimmers at fluid-fluid interfaces
我们研究了被困在流体界面的球形微泳者的定向和平移动力学，在他们的流场的力偶极子和源偶极子分量。利用数值模拟和分析计算，我们表明，力偶极子施加扭矩，定向平行于接口的推杆，和在正常方向上的拉力。源偶极子的结果，在粒子旋转只有有限的粘度对比两种流体之间，与以前的研究一致。这两个贡献的叠加导致旋转动力学的稳定状态的方向，取决于力和源偶极子的相对大小。在一般情况下，游泳者与弱力偶极子和强大的拉力观察到对齐垂直的接口，并成为固定的，而强大的推动者有一个有限的倾角朝向较低粘度的流体和游泳沿接口。
2022-04-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Diffusion coefficient of an inclusion in a liquid membrane supported by a solvent of arbitrary thickness
本文研究了圆形夹杂物在液膜中的扩散系数，考虑了膜与任意厚度溶剂的相互作用。作为说明性的例子，研究了两种类型的包裹体的扩散系数-一个圆形区域的流体具有相同的粘度作为主膜和嵌在膜中的聚合物链的，扩散系数表示的流体动力学屏蔽长度随溶剂的厚度。当膜流体被有限厚度的溶剂拖曳时，通过棒边界条件，由分散关系得到多个流体动力学筛选长度以及扩散系数的权重因子。文中还给出了扩散系数可近似为仅含一个水动力屏蔽长度的表达式的条件。
2011-07-22 cond-mat.soft
The effect of curvature and topology on membrane hydrodynamics
我们研究的流动性的扩展对象（棒）在一个球形的液体-液体界面，以显示这个量是如何修改在一个惊人的方式的曲率和拓扑结构的接口。我们提出了理论计算和实验测量的界面流体速度场周围的移动棒绑定到拥挤的界面的油包水液滴。通过使用不同的液滴尺寸，膜的粘度，和杆的长度，我们表明，内部和外部流体之间的粘度不匹配导致抑制的小液滴，不能被捕获的平坦的界面预测的流体流动。
2007-06-14 cond-mat.soft
Diffusion of liquid domains in lipid bilayer membranes
我们报道了磷脂和胆固醇的巨大单层囊泡中微米级液体区域的扩散系数。跟踪每个域的轨迹，并且均方位移如布朗运动所期望的那样随时间线性增长。我们研究域的dfffflux作为组合物和温度的函数，并测量扩散如何取决于域的大小。我们发现了与粘性Lo相中膜主导阻力一致的畴扩散机制[P.G. Saffman和M. Delbruck，PNAS 72，3111（1975）]，以及粘性较低的L $_α$相的体积主导阻力[B.D.Hughes等人，J. Fluid Mech.110，349（1981）]。在适用的情况下，我们得到的膜粘度和报告的扩散活化能。
2006-11-18 cond-mat.soft
Lateral hydrodynamics in supported membranes: The Evans-Sackmann model and its extensions
Kyoto University（京都大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Wenzhou Institute, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学温州研究院）
本文综述了Evans-Sackmann水动力学模型在支撑流体膜中横向传输的理论发展和现代应用，讨论了模型的原始形式、扩展以及其在膜相分离动力学和相关扩散中的统一作用。
2026-06-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lorentz Reciprocal Theorem in Fluids with Odd Viscosity
本文将洛伦兹互易定理推广到具有奇数粘性的手性活性流体，通过选择奇数粘性符号相反的辅助问题实现，并证明该定理可区分两类微型游泳体，其中扭矩偶极子可产生定向运动。
2023-09-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrodynamics of a single filament moving in a fluid spherical membrane
在许多细胞过程中，细胞膜和其他生物界面中的细胞骨架丝和杆状蛋白的动态组织发生。以前的建模研究已经考虑了流体平面膜上的单个杆的动力学。我们将这些研究扩展到更生理相关的情况下，一个单一的灯丝移动在一个球形膜。具体而言，我们使用一个细长体配方来计算的平移和旋转阻力的长度$L$移动的膜半径$R$和二维粘度$η_m$，并包围在其内部和外部的牛顿流体的粘度$η^{-}$和$η^{+}$的单丝。我们首先讨论的情况下，灯丝的曲率是在其最小值$κ=1/R$。我们发现，球形几何形状的有界性引起的流动约束效应，增加的强度与增加细丝的长度膜半径$L/R$的比率。这些限制流仅导致细丝沿其轴向的阻力$ξ_{\parallel}$和其旋转阻力$ξ_Ω$的轻微增加。因此，我们对$ξ_\parallel$和$ξ_Ω$的预测可以定量地映射到平面膜上的结果。当$L/R >1$和最终的$ξ_\perp \to \infty$为$L/R \to π$时，垂直方向的阻力$ξ_\perp$随细丝长度的增加呈超线性增加.接下来，我们考虑细丝的曲率$κ$对其平行运动的影响，同时固定膜的半径。我们发现，周围的流动变得越来越不对称，随着其曲率的增加。这些流动的不对称性在细丝上引起净扭矩，耦合其平行和旋转动力学。随着$L/R$和$κ$的增加，这种耦合变得更强。
2022-06-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
A Mechatronics view at nerve conduction
刺激正在进行的讨论的相关性的机械运动的神经信号的传播，毛细血管波的水基电解质在弹性管状系统被认为是一个重要的成分。它们的传播速度，控制的弹性和几何形状的神经元膜以及密度的限制电解质，显示出非常好地匹配观察到的神经传导速度。由于毛细波包几乎不受阻尼并表现出非线性行为，它们可以传播孤子激发。在邻近弹性神经元膜的约1 nm薄层中，高达约1000万V/m的高电场对水偶极子的定向引起径向力，该径向力调节神经细胞的直径，同时引起细胞膜两端的电压偏置的变化，例如，例如，在一个实施例中，通过局部注入离子。像一个电驱动的蠕动泵一样，细胞体因此可以向轴突发射毛细波，轴突也可以传输由变化的偏压调制的中性偶极电流脉冲。在轴突的突触末端，这些偶极电流脉冲可以引起电压变化并启动化学信号。与传统的Hodgkin-Huxley神经传导模型相比，所提出的机制避免了电荷电流，因此具有低耗散。具体功能，可以进一步影响和验证提出的替代机制的神经传导进行了讨论。
2019-09-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
Lateral diffusion induced by active proteins in a biomembrane
我们讨论的流体动力学集体效应，由于活性蛋白质分子浸没在脂质双层膜和建模为随机力偶极子。我们特别考虑到存在的本体溶剂包围的二维流体膜。两个膜的几何形状被认为是：自由膜的情况下，和限制膜的情况下。使用广义膜迁移率张量，我们估计的积极扩散系数和漂移速度的扩散对象的大小的函数。水动力屏蔽长度区分这些量的两个渐近状态。此外，在总扩散系数的热贡献和非热贡献之间的竞争的特征在于对应于两个膜的几何形状的两个长度尺度。这些特征长度描述了当它们大于流体动力屏蔽长度时不同渐近行为之间的交叉。
2017-04-26 cond-mat.soft
Role of three-body interactions in formation of bulk viscosity in liquid argon
为了找出液氩体粘滞系数的实验值与计算机模拟值不一致的原因，采用从头算对势和三重偶极三体势对氩相互作用进行了分子动力学模拟.用Green-Kubo公式计算得到的体粘滞系数与用Lennard-Jones势模拟得到的体粘滞系数不同，前者更接近实验数据。得出了多体原子间相互作用对体粘滞系数的形成起重要作用的结论。
2012-04-05 cond-mat.soft physics.chem-ph
Relaxation dynamics of a compressible bilayer vesicle containing highly viscous fluid
我们研究了可压缩双层囊泡的松弛动力学与不对称的内部和外部流体介质的粘度。首先，我们探讨了囊泡自由能的稳定性，其中包括膜曲率和两个单层之间的局部密度差之间的耦合。确定了两种类型的不稳定性：小波长不稳定性和较大的波长不稳定性。考虑到体相流体的粘性和单分子层间的摩擦作为耗散源，我们接下来采用Onsager的变分原理推导出的耦合方程的膜和体相流体。由于囊泡的双层结构和球形结构，三种弛豫模式相互耦合。最重要的是，囊泡内较高的流体粘度将弯曲和滑动之间的交叉模式转变为较大的值。随着囊泡参数向不稳定区域的接近，弛豫动力学显著减慢，相应的模式结构发生显著变化。在某些极限情况下，我们的一般结果减少到以前得到的弛豫率。
2016-12-10 cond-mat.soft
Effect of dipolar-angle on phospholipid assembly
我们报告的脂质头基偶极取向的磷脂组装相行为的影响。本文从分子尺度上解释了离子-脂质、麻醉剂-脂质相互作用的机理，其中偶极重取向在膜电位改变中起重要作用。利用分子动力学模拟，在考虑粗粒模型相互作用的情况下，分析了脂质生物膜的结构-性质关系和动力学行为。
2016-08-09 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Analytical response functions for a compressible thin fluid layer with odd viscosity
The Open University（开放大学）；Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPI–DS)（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；Kyoto University（京都大学）；Wenzhou Institute, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学温州研究院）
研究了具有奇粘度的可压缩薄流体层对单极和偶极奇点的流体响应，推导出精确的解析解，揭示了奇粘度对胶体颗粒和微游泳者动力学及集体行为的影响。
2026-05-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Elastic Instability Triggered Pattern Formation
最近的实验已经利用膜中的弹性不稳定性来创造复杂的图案。然而，这种结构的合理设计带来了许多挑战，因为它们是非线性弹性行为的产物。我们提出了一个简单的模型来确定这种模式的取向顺序，只使用线性弹性理论，正确地预测了几个实验的结果。图案的每个元素由位于晶格上的一点处的“位错偶极子”模拟，然后与系统中的所有其他偶极子弹性地相互作用。我们明确地考虑均匀压缩下的圆孔的正方形晶格的膜，并检查形态的变化，因为它是允许在指定的方向放松。
2009-02-20 cond-mat.soft
Long-range interactions between membrane inclusions: Electric field induced giant amplification of the pairwise potential
这项工作的目的是重新审视膜内含物之间的相互作用的现象学理论，介导的膜波动。我们考虑的情况下，夹杂物的分离距离大于其特征尺寸。在我们的宏观方法中，这种内含物的物理性质并不重要，但我们始终记住这种内含物的两个原型：蛋白质和RNA大分子。由于相互作用是由膜波动以及夹杂物与膜之间的耦合驱动的，因此可以通过影响这些因素的外部作用来改变相互作用势。作为这种外部作用的一个例子，我们考虑一个电场。在外部电场（直流或交流），我们提出了一个新的耦合机制之间的夹杂物具有偶极矩（因为它是大多数蛋白质大分子的情况下）和膜。我们发现，相当出乎意料的，大概是第一次，新的耦合机制产生巨大的增强成对潜在的夹杂物。这一结果为有目的地处理相互作用能开辟了一条道路，也为检验我们文章中提出的理论开辟了一条道路。
2022-03-25 cond-mat.soft
Chirotactic response of microswimmers in fluids with odd viscosity
本文研究了具有时间反演和宇称对称性破缺的手性活性流体中微观游动者的取向动力学，发现力偶极矩游动者绕奇粘性轴进动，推型游动者表现出双峰手性趋向，拉型游动者在垂直平面内轨道运动，而自身宇称破缺的手性游动者则表现出单峰手性趋向。
2024-08-08 cond-mat.soft
Two-Component Fluid Membranes Near Repulsive Walls: Linearized Hydrodynamics of Equilibrium and Non-equilibrium States
我们研究了线性流体动力学的两个组成部分的流体膜附近的排斥壁，通过一个模型，其中包括曲率浓度耦合以及流体动力学的相互作用。该模型是最近提出的一个模型的简化版本[J. - B. Manneville等人，Phys. Rev. E，64，021908（2001）]，用于嵌入流体膜中的非平衡力中心，例如结合在磷脂（EPC）双层中的光激活细菌视紫红质泵。的泵/膜系统被建模为一个不可渗透的，两个组件的双层流体膜中存在的环境溶剂，其中一个组件，代表主动泵，被描述在相对于双层中点位移的力偶极子。我们首先讨论的情况下，在这种泵呈现不活跃，计算的模式结构中的散装以及修改附近的墙壁的存在下的流体动力学性质。然后，我们讨论了在排斥壁附近的活性双组分膜的稳态波动和模式结构。我们发现，接近壁平滑膜的高度波动在稳定的制度，导致对数缩放的粗糙度，即使是最初的无张力膜。这种明确的非平衡结果，曲率浓度耦合在我们的治疗中的合并的结果，也表明，早期的缩放参数，获得了增加的粗糙度的活性膜附近的排斥壁可能需要重新评估。
2002-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modeling Barkhausen Noise in Magnetic Glasses with Dipole-Dipole Interactions
磁性玻璃中的长程偶极-偶极相互作用产生了具有锯齿状图案的磁畴。巴克豪森噪声是由畴边界的运动引起的，畴边界的运动被认为是由具有随机钉扎的弹性膜的运动来模拟的。我们提出了一个原子模型，这样的磁性玻璃中，我们测量巴克豪森噪声，这确实是从畴界的运动结果。然而，巴克豪森噪声的统计数据与文献中的预期存在显著的差异。事实上，我们发现指数统计没有任何幂律，强调巴克豪森噪声可以属于非常不同的普适类。在这个玻璃态系统中，这种现象的本质是携带自旋的粒子能够在没有任何自旋翻转的情况下移动并使能量最小化。在没有任何自由参数的情况下，理论与实测数据非常吻合。
2015-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Diffusion of a single colloid on the surface of a giant vesicle and a droplet
本研究通过实验与模拟，揭示了颗粒被脂质囊泡包裹与在液滴界面扩散时耗散机制的根本差异，并指出纯流体动力学模型不适用于部分润湿构型。
2025-01-20 cond-mat.soft
Nonequilibrium dynamics and magnetoviscosity of moderately concentrated magnetic liquids: A dynamic mean--field study
提出了一种考虑磁偶极-偶极相互作用的平均场Fokker-Planck方程方法，用于研究在磁场和速度梯度作用下的磁流体动力学.该模型允许研究的磁场和偶极相互作用的磁性流体的粘度的综合效果。结果发现，偶极相互作用导致额外的非牛顿贡献的应力张量，修改的非相互作用系统的行为。本模型的预测与实验结果，如存在的正应力差，增强和不同的各向异性的磁粘效应和流体动力体积分数的粘度的依赖性定性一致。的磁粘度的浓度依赖性的定量比较显示出良好的协议与实验结果为低浓度。
2003-06-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
