Synthetic design of force-responsive hydrogels with ring-forming catch bonds
该研究提出了一种基于可逆成环聚合物的最小化合成框架,通过粗粒化分子动力学模拟证实了该动态水凝胶在应力增加时键断裂减少,从而展现出力响应增强和应变率非单调依赖的“抓握键”行为,为设计具有可调耐用性和响应性的机械自适应材料提供了新平台。
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该研究提出了一种基于可逆成环聚合物的最小化合成框架,通过粗粒化分子动力学模拟证实了该动态水凝胶在应力增加时键断裂减少,从而展现出力响应增强和应变率非单调依赖的“抓握键”行为,为设计具有可调耐用性和响应性的机械自适应材料提供了新平台。
该研究通过力化学方法揭示,多网络弹性体的磨损并非源于微裂纹扩展,而是由粗糙接触点引发的亚表面应力活化键断裂所导致的分子损伤持续累积,进而形成降解黏性层并最终造成材料剥落。
本文提出了一种针对真实流体(以 Lennard-Jones 流体为例)的分子动力学模型,该模型在平衡态性质上表现出与分子动力学模拟及实验数据的高度一致性,并揭示了非平衡蒸发条件下速度分布函数偏离麦克斯韦分布的现象,从而证明了经典赫兹 - 克努森关系在强非平衡条件下的局限性。
本文综述了从离散到连续的各种物理模型,探讨了它们在解释胚胎上皮组织愈合过程中细胞力学、信号传导与协调机制方面的进展,并分析了模型复杂度与可解释性之间的张力,同时展望了混合建模与实验结合的未来方向。
该研究通过引入时间依赖记忆核的广义朗之万方程扩展非仿射变形理论,成功实现了对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)玻璃态聚合物在跨越二十个数量级频率范围内粘弹性响应的统一表征,其预测结果与多种实验及模拟数据高度吻合。
该论文表明,具有内部自由度的惯性活性粒子的低维非线性动力学(而非非局域波效应)足以产生类似行走液滴的类波统计行为,其稳态推进对应的内部固定点弛豫机制可解释开放与受限几何中的振荡密度分布及类弗里德尔图案。
本文提出了一种基于物理一致性的神经网络方法,结合有限元法求解具有微结构的 Cosserat 弹性体平衡构型,并通过推导准凸性、秩一凸性及 Legendre-Hadamard 不等式等稳定性判据,构建了一套能够验证神经网络预测解能量稳定性的物理约束框架。
该研究利用动态光镊技术,通过独立调节光阱强度与扩散系数及引入关联噪声,成功实现了对具有单弛豫和双弛豫特性的可配置粘弹性介质的微流变响应模拟,从而为研究难以用真实材料实现的粘弹性环境提供了系统性的实验方案。
该研究通过实验与模拟发现,微凝胶颗粒的弹性是调控其在气 - 液界面自组装行为的关键参数,能够驱动结构从斥力稳定的结晶态经由多种亚稳态转变为引力主导的凝胶态。
该研究建立了一个最小化模型,揭示了非均匀环境中的摩擦分布如何通过流体动力学屏蔽和力化学挫伤机制,调控活性流体中由化学物种调节的应力图案形成并诱导振荡。
该研究通过引入热涨落修正经典成核理论,揭示了病毒衣壳边缘的几何波动会通过熵效应重整化有效线张力,从而根据结合自由能、温度及涨落幅度的不同,对衣壳闭合过程产生促进或阻碍的双重影响。
该研究建立了一个包含奇异性粘度的可压缩流体膜水动力学框架,推导了精确的实空间格林张量,并揭示了力偶极子相互作用中由奇异性粘度诱导的横向漂移和手性相对运动等独特动力学机制。
该研究利用强化学习发现,通过根据局部流场信号主动调节自身形状(长宽比)的微型游泳者,能够在湍流环境中实现比固定形状或短时最优策略更鲁棒且高效的位移控制,并据此提出了一个能解释该机制的简化解析模型。
该研究提出了一种基于热力学度量的统一框架,通过从序列中学习低维表示,无需依赖自由能或相共存数据即可定量预测无序蛋白在复杂混合物中的分配行为及多组分相图。
该研究通过扩展两态两时标(TS2)理论,构建了一个统一框架,将聚合物中的慢阿伦尼乌斯过程(SAP)解释为粗粒化动态关联团簇中类过程的高温极限,从而无需额外可调参数即可定量复现多种聚合物的弛豫与 SAP 数据,并揭示了其微观起源及低温下向 Vogel-Fulcher-Tammann-Hesse 动力学转变的预测。
该研究通过分子动力学模拟证实,不同弯曲刚度的聚合物在塌缩过程中均表现出标度无关的簇簇聚集动态标度行为,其中簇生长指数具有普适性,而簇大小分布指数的偏离源于刚度增加导致的局部结构差异及有效扩散常数的变化。
该研究通过细长体理论、数值模拟和实验,揭示了活性手性流体条带在有限时间内以幂律形式发生非线性破裂的动力学机制。
该研究首次报道了利用功能化微管模板合成的金纳米线中存在的本征阻变效应,通过缺陷驱动的电磁迁移机制实现了电阻状态的可逆调控,为可重构纳米电子和神经形态计算器件提供了一种基于纯金属一维系统的新平台。
该研究建立了一个理论框架,揭示了库仑摩擦与受限几何的相互作用如何显著改变多孔弹性介质在准静态压缩与卸载过程中的应力演化、位移响应及能量耗散机制,并导致滞后现象和滑移前缘传播。
本文从表面液晶流体动力学模型出发,通过引入表征脂质分子取向的标量序参数,推导出了适用于不对称和对称脂质双层的新流体动力学模型(分别为表面 Landau-Helfrich 模型和表面 Beris-Edwards 模型),从而在考虑分子自由度的同时,为经典的表面(Navier-)Stokes-Helfrich 模型提供了新的推导路径。