流体忆阻器:弹性水动力学网络中的集体现象
软凝聚态物质
2023-03-21 v1 斑图形成与孤子
流体动力学
摘要
流体网络无处不在,可见于广泛的情境之中,从供水网络等人造系统到动植物脉管系统等生命系统。在许多情况下,构成这些网络的元件表现出高度非线性的压力-流量关系。尽管我们理解这些元件各自如何工作,其集体行为仍知之甚少。在这项工作中,我们结合实验、理论与数值模拟,以理解具有负微分电阻元件的软流体网络集体行为背后的主要机制。引人注目的是,我们的理论分析与实验揭示,一个由非线性电阻构成的最小网络——我们称之为“流体忆阻器”——表现出依赖历史的电阻。这类新元件可理解为一族迟滞回线,使该流体系统能够存储信息。我们的工作所提供的见解或可启发流体网络在软材料科学、生物医学场景与软体机器人中的新应用,并可能促进对动植物生理中相关流网络的新认识。
引用
@article{arxiv.2303.10777,
title = {The fluidic memristor: collective phenomena in elastohydrodynamic networks},
author = {Alejandro Martinez-Calvo and Matthew D Biviano and Anneline Christensen and Eleni Katifori and Kaare H. Jensen and Miguel Ruiz-Garcia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.10777},
year = {2023}
}