体应变下纤维网络的力学

生物聚合物网络在生物系统中十分常见，从单个细胞的细胞骨架到细胞外基质中的胶原蛋白均如此。这些系统在施加应变下的力学在部分情况下可由从软态到刚态的相变解释。对于胶原蛋白网络，已表明该相变在性质上是临界的，并预测其在依赖于网络连通性与结构的临界应变附近呈现发散涨落。先前工作主要聚焦于实验上更易实现的剪切变形，而此处我们研究此类网络在施加体应变或各向同性拉伸下的力学。我们确认亚等距纤维网络的体模量作为体应变的函数表现出与剪切类似的临界行为。我们发现体应变与剪切具有不同的非平均场指数。我们还确认了与先前剪切情形所发现的类似超标度关系。