受限膜的剪切动力学

我们模拟了由浸没于两平行平坦多孔壁间简单流体中的二维脂质膜所构成的润滑接触在剪切下的非线性响应。膜的非线性动力学依据剪切速度产生了丰富的动力学行为。在静止条件(即无剪切)下，膜冻结为无序的迷宫状褶皱图案。存在剪切时，依据剪切率我们发现四种不同 regime。Regime I：对于小剪切，迷宫图案仍冻结，但表现出主要沿剪切方向的小漂移；此 regime 中，因膜存在而在壁上的切向力随剪切率线性增加。Regime II：当剪切率增至临界值以上，膜重排，褶皱开始沿剪切方向排列，该 regime 伴随壁上切向力的急剧下降。Regime III：对于更大剪切率，褶皱强烈沿剪切方向排列，并出现成对聚集的位错缺陷；切向力随后由位错数量及每对位错间褶皱数控制。在此位错主导 regime 中，横向切向力多数超过剪切方向切向力。Regime IV：对于更大剪切，膜组织为无缺陷的完美平行条纹阵列，褶皱波长仍与无剪切时相同；在此最终 regime 中，膜引起的切向力消失。这些行为导致了含膜润滑接触的非线性流变行为。