Rotational 3D printing of active-passive filaments and lattices with programmable shape morphing
该研究提出了一种基于旋转多材料 3D 打印的策略,通过在主动 - 被动弹性体丝材中直接编码内禀曲率和扭转场,实现了具有可编程形状变形能力的复杂三维结构(如晶格)的制造与精确预测。
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该研究提出了一种基于旋转多材料 3D 打印的策略,通过在主动 - 被动弹性体丝材中直接编码内禀曲率和扭转场,实现了具有可编程形状变形能力的复杂三维结构(如晶格)的制造与精确预测。
本文利用 Mori-Zwanzig-Forster 投影算符技术,通过引入总质量密度、组分浓度、总动量密度和能量密度,推导了包含对流与扩散动力学的非等温二元系统扩展动态密度泛函理论(EDDFT),并给出了硬球系统的精确熵与自由能泛函,同时探讨了其流体动力学极限、与玻璃化转变模式耦合理论的关系以及声速的正确预测。
该研究结合模拟与实验,利用粘度作为关键指标揭示了高浓度 FeCl₂和 MgCl₂溶液中络合程度的差异,从而阐明了络合效应对溶液传输性质的决定性作用。
该研究通过设计含氟或氯取代基的新型分子结构,首次将氯原子应用于铁电向列相材料,并证实了此类取代能有效诱导铁电向列相(NF)的出现及其独特的表面锚定特性,为铁电向列液晶化合物的设计提供了重要见解。
该研究评估了玻尔兹曼生成器在 Lennard-Jones 流体液气临界点附近的应用,表明其能有效捕捉临界特征并跨越相态进行外推,尽管受限于当前小系统尺寸对临界涨落的抑制,但其性能指标与热力学相边界的关联为未来解决玻璃化转变和成核等慢动力学问题提供了新方向。
本文综述了基于局域激发及其弹性相互作用的玻璃化转变理论,指出该框架通过激发谱的演化而非热力学长度尺度的增长来解释液体脆性,并成功将热激活能、动态不均匀性及弹性模量等关键物理量纳入统一的定量描述中。
该研究挑战了电润湿通常促进液滴铺展的传统认知,揭示了在特定微纹理及润滑液浸润表面(特别是处于低滞后非润湿 Cassie 态的致密 PDMS 基底)上,施加直流电压会因接触线处不平衡的静电毛细力与极小钉扎效应,引发液滴产生反常的切向喷射与脱离现象。
本文研究了圆柱面约束下格点洛伦兹气体中示踪粒子的动力学行为,通过计算速度自相关函数揭示了系统从二维到一维的平衡态维度交叉现象,并在一阶障碍物密度近似下解析推导了任意外力与约束尺寸下的稳态速度与扩散系数。
该研究通过推广包含互惠种内和种间(反)对齐耦合的双物种维塞克模型,揭示了反对齐相互作用不仅不会破坏极性有序,反而能诱导相分离并促进全局极性有序,从而阐明了一种新颖的微相分离机制,并指出该共存模式可推广至具有循环对齐相互作用的多物种系统。
本文以等温不可压缩聚合物流体为例,对比了基于力学守恒定律的局部守恒框架、基于非平衡态热力学趋向平衡的 GENERIC 框架以及基于最小阻力原理的昂萨格原理这三种复杂流体流动建模方法。
该论文利用 Doi-Peliti 场论建立了一套从相互作用粒子到场的热力学一致精确粗粒化框架,揭示了泊松粒子占据统计的关键作用,并阐明了活性伊辛模型中高低密度区间的噪声效应如何导致截然不同的相变行为。
该研究通过对比细菌群聚和人类支气管上皮细胞两种截然不同的活性系统,揭示了活性物质中缺陷的创生与湮灭过程存在空间对称性破缺且不可逆,挑战了传统的活性向列相理论,并强调了缺陷介导的动力学是非平衡生物系统中熵产生的主要来源。
该研究通过数值模拟发现,自驱动二维弹性片中的极化动力学表现出能量谱幂律标度和非高斯速度增量统计等湍流特征,尽管不存在能量级联,但这成功将活性湍流的概念扩展到了固态活性物质领域。
本文提出了一种利用硅弹性体制备厚度可调的宏观薄弹性胶囊的实验方法,通过水静力充气调节其内部应力,并证实这些“弹性液滴”在忽略弯曲刚度的情况下,其动力学行为完全由环向应力主导,从而可作为具有可调等效表面张力的宏观液滴模型系统。
本文建立了一种耦合非线性多孔弹性、聚合物 - 溶质相互作用及反应输运动力学的理论框架,用于预测外部溶质梯度或内部反应(如聚丙酸丙烯酸凝胶系统)驱动下的大变形非线性水凝胶扩散泳现象,并揭示了通过调节刺激浓度、溶质粒径及施加流动可显著提升应变速率,为软体机器人和药物递送应用提供了理论指导。
该研究通过计算模拟与实验验证发现,整合宿主因子(IHF)在模拟生物膜酸性环境的低 pH 条件下,会因残基质子化改变而暴露正电荷区域,从而从生理 pH 下的 DNA 弯曲转变为介导 DNA 分子间交联,进而阐明其在生物膜力学支撑中的结构作用。
该论文基于局部细致平衡原理和 frenesy 的规范分解,提出了一种描述系统弛豫至非平衡稳态演化的新框架,将其视为非平衡非线性 Onsager-Machlup 作用量的零成本流,并作为 GENERIC 形式在非平衡条件下的推广,揭示了时间对称分量(frenesy)在塑造宏观演化结构中的核心作用。
本文基于随机一级相变理论,通过广义主方程和全计数统计方法,揭示了驱动非晶系统中热雪崩的非泊松等待时间、非马尔可夫老化动力学及其在准静态剪切和随机扰动下的非平衡特征。
该研究通过光学镊子实验证实,在朗之万动力学系统中同时缩放确定性力并添加外部噪声,可有效提升系统时钟速率,使非平衡驱动过程更接近平衡态,从而更精确地恢复自由能差,为热力学计算领域的加速策略提供了通用方案。
该研究通过考察垂直受限胶体单层中因几何阻挫产生的“上/下”自旋态及其与三角晶格的耦合,系统分类了自旋缺陷与位错等拓扑缺陷的运动规则及相互作用,揭示了它们在晶界形成和自旋域粗化过程中的关键作用,从而为预测该几何阻挫自组装系统的材料特性与老化行为奠定了基础。