半柔性生物聚合物及交联网络的硬化
生物物理
2007-05-23 v1
摘要
我们研究了简单剪切下二维（2D）半柔性生物聚合物细丝交联网络的机械硬化行为。浸没在流体中的细丝组分经历热激发弯曲运动。拉出这些波动会导致轴向刚度的增加。我们详细分析了二维半柔性细丝的硬化行为：首先，通过考虑初始存在的波动构型在拉伸力下被拉直，研究了平均静态力-伸长关系，并将此结果与MacKintosh及其同事先前推导的允许在拉伸过程中进行波动动力学的平均响应进行了比较。我们将表明，由此产生的机械行为相当相似，但动态模型中的轴向刚度大2到4倍。此外，我们研究了可伸长细丝的拉伸贡献，并表明对于二维细丝，机械响应由焓拉伸主导。基于单细丝力学，我们开发了一个二维解析模型，采用仿射变形假设来描述简单剪切下生物聚合物网络的机械行为。这些结果与由半柔性细丝组成的网络的离散有限元（FE）计算进行了比较。有限元计算表明，发生局部非仿射细丝重定向，这导致从小应变下的弯曲主导响应转变到大应变下的拉伸主导响应。因此，生物聚合物网络中的硬化源于单根细丝的硬化与网络拓扑变化的结合。
引用
@article{arxiv.physics/0611230,
title = {Stiffening of semiflexible biopolymers and cross-linked networks},
author = {T. Van Dillen and P. R. Onck and E. Van der Giessen},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0611230},
year = {2007}
}