胶原纤维在循环载荷下的耗散与恢复：一项分子动力学研究
软凝聚态物质
2023-07-27 v1 统计力学
生物物理
摘要
已知胶原纤维在承受循环载荷时表现出的滞回行为会导致耗散以及残余应变的累积。在后续松弛过程中，亦有部分恢复被报道。交联被认为在整体力学性质中扮演关键角色。在此，我们改进了已有的、针对初始交联胶原分子的胶原纤维粗粒化分子动力学模型——该模型已知能复现对单轴应变的响应——通过引入交联的重新形成以允许纤维的可能恢复。利用分子动力学模拟，我们表明该模型成功复现了实验数据中的关键特征，包括滞回环的移动、残余应变与能量耗散的时间演化，以及松弛期间观察到的恢复。我们还表明描述趋近稳态过程的特性循环次数具有与实验中相似的值。我们亦强调交联程度对循环载荷宏观响应关键特征的重要作用。
引用
@article{arxiv.2307.13465,
title = {Dissipation and recovery in collagen fibrils under cyclic loading: a molecular dynamics study},
author = {Amir Suhail and Anuradha Banerjee and R. Rajesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.13465},
year = {2023}
}