Bridging particle deformability and collective response in soft solids
Bridging particle deformability and collective response in soft solids
复制标题
桥接软固体中的颗粒变形性和集体响应
DOI：
10.1103/physrevmaterials.5.055605
复制
发表时间：
2021
影响因子：
3.4
通讯作者：
O'Hern, Corey S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Treado, John D.;Wang, Dong;Boromand, Arman;Murrell, Michael P.;Shattuck, Mark D.;O'Hern, Corey S.
柔软的无定形固体，如组织、泡沫和乳剂，是由可变形的颗粒组成的。然而，单粒子变形性对软固体集体行为的影响仍然知之甚少。为了研究模型软固体的力学响应，我们对可变形颗粒的二维堵塞填料进行了数值模拟。我们发现，形状自由度过大的可变形粒子的堵塞堆积具有稳定堆积的低频四次振动模式，即使它们具有比标称等静态值更少的颗粒间接触。添加粒子内约束可以使粒子变得刚性，但当它们的首选周长高于阈值时，这些粒子会经历屈曲过渡并获得有效的形状自由度。研究发现，形状自由度可变形颗粒堵塞填料的力学响应明显不同于刚性颗粒堵塞填料的力学响应，强调了颗粒变形性在软固体建模中的重要性。
Soft, amorphous solids such as tissues, foams, and emulsions are composed of deformable particles. However, the effect of single-particle deformability on the collective behavior of soft solids is still poorly understood. We perform numerical simulations of two-dimensional jammed packings of explicitly deformable particles to study the mechanical response of model soft solids. We find that jammed packings of deformable particles with excess shape degrees of freedom possess low-frequency quartic vibrational modes that stabilize the packings even though they possess fewer interparticle contacts than the nominal isostatic value. Adding intraparticle constraints can rigidify the particles, but these particles undergo a buckling transition and gain an effective shape degree of freedom when their preferred perimeter is above a threshold value. We find that the mechanical response of jammed packings of deformable particles with shape degrees of freedom differs significantly from that of jammed packings of rigid-shape particles, which emphasizes the importance of particle deformability in modeling soft solids.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1103/physreve.97.012909
发表时间：
2018-01
期刊：
Physical review. E
影响因子：
--
作者：
VanderWerf K;Jin W;Shattuck MD;O'Hern CS
通讯作者：
O'Hern CS
应力通过无摩擦颗粒材料传播。
DOI：
10.1103/physreve.60.687
发表时间：
1998
期刊：
Physical review. E, Statistical physics, plasmas, fluids, and related interdisciplinary topics
影响因子：
--
作者：
Alexei V. Tkachenko;T. A. Witten
通讯作者：
T. A. Witten
多细胞玫瑰花结驱动上皮组织中的液固转变
影响因子：
12.5
作者：
Le Yan;Dapeng Bi
通讯作者：
Dapeng Bi
弯曲影响半柔性聚合物的熵：在蛋白质-DNA 复合物中的应用。
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
S. Rappaport;Y. Rabin
通讯作者：
Y. Rabin
影响因子：
8.6
作者：
Boromand, Arman;Signoriello, Alexandra;Shattuck, Mark D.
通讯作者：
Shattuck, Mark D.