Shearing active gels close to the isotropic-nematic transition
本文用数值方法研究了接近各向同性-均质转变的活性凝胶板的流变特性。的流动行为表现出强烈的依赖于样品的大小,边界条件,并在散装本构曲线,其中,在进入相变阶段,获得一个活动引起的不连续性在原点。在收缩系统的亚稳各向同性相中的这一前体({ \em例如,}肌动球蛋白凝胶)给出粘度发散;其对应物对于可伸展的({ \em例如,} { \em B. subtilis)悬浮液允许具有零表观粘度的剪切带流。
2008-05-13 cond-mat.soft
Shear-Induced Structural Convergence but Formation-History-Dependent Yielding in Sequentially Gelled Binary Colloidal Networks
Northeastern University(东北大学)
通过粒子模拟研究顺序凝胶化二元胶体网络,发现稳态剪切驱动不同初始形态趋同,但屈服行为仍依赖于凝胶化延迟时间和种间吸引力强度,表明存在持久的流变记忆。
2026-06-04 cond-mat.soft
Wall Adhesion and Constitutive Modelling of Strong Colloidal Gels
在强烈絮凝的胶体凝胶的批量沉降过程中,壁粘附效应通常被认为是可以忽略的。在这项研究中,原位测量的胶体凝胶流变学和固体体积分数分布表明相反,在110 mm直径的沉降柱中观察到显着的壁粘附效应。我们开发并验证了一个数学模型的平衡应力状态下的粘塑性和粘弹性本构模型的壁粘附的存在。这些配方突出的基本问题,胶体凝胶的本构建模,特别是任意张量载荷下的粘塑性和粘弹性流变模型的相对实用性和有效性。所开发的模型进行了验证,对实验数据,这指向一种新的方法来估计的剪切和压缩屈服强度的强烈絮凝的胶体凝胶从一系列的平衡固体体积分数分布在不同的列宽度。
2014-06-24 cond-mat.soft
Rheo-acoustic gels: Tuning mechanical and flow properties of colloidal gels with ultrasonic vibrations
胶体凝胶,其中纳米级颗粒聚集成弹性但脆弱的网络,是结合特定光学,电学和机械性能的材料的核心。由于外部刺激,实时定制胶体凝胶的粘弹性特征目前似乎是“智能”软材料设计中的一个主要挑战。在这里,我们介绍“流变声学”凝胶,一类材料,是敏感的超声波振动。通过使用流变学和结构表征的组合,我们的证据和量化的三个广泛不同的胶体凝胶提交超声波振动(亚微米振幅和频率20-500 kHz)的强烈软化。这种软化归因于凝胶网络内的微米级裂纹,一旦关闭振动,根据声强度,这些裂纹可能会或可能不会完全愈合。超声振动进一步显示出显着降低凝胶屈服应力和加速剪切诱导流化。超声波辅助流化动力学似乎是由一个有效的温度,取决于声强度。我们的工作开辟了一条道路,通过超声振动的弹性和流动性能的全面控制,以及未来的理论和数值模拟这样的流变声学凝胶。
2020-02-12 cond-mat.soft
Structuring Colloidal Gels via Micro-Bubble Oscillations
局部(重新)结构化胶体凝胶$\unicode{x2013}$微米级颗粒形成一个连接的网络与逮捕的动力学$\unicode{x2013}$,使系统的微机械和流变性能的精确调谐。最近的一项实验研究[B]。圣米歇尔湾Petekidis和V.Garbin,软物质$\boldsymbol{18}$,2092(2022)]表明,通过声学调制嵌入的微泡可以发生快速重构。在这里,我们进行布朗动力学模拟,以了解嵌入胶体凝胶的结构上的振荡微泡的机械效果。我们的模拟揭示了一个六角形紧密包装的重组范围内,是可比的振幅的振荡。然而,我们无法再现实验中观察到的凝胶结构$\unicode{x2013}$的数十个振幅$\unicode{x2013}$的出乎意料的长程修饰。这表明在今后的工作中应考虑包括长期效应,如流体流动。
2022-11-04 cond-mat.soft
Rheological properties of acid-induced carboxymethylcellulose hydrogels
ENSL, CNRS, Laboratoire de physique(法国国家科学研究中心里昂师范学院物理实验室);Univ Lyon, INSA Lyon, UCBL, CNRS, MATEIS, UMR5510(里昂大学、里昂国立应用科学学院、里昂第一大学、法国国家科学研究中心MATEIS联合研究单位);Institut Universitaire de France (IUF)(法国高等研究院)
本研究通过流变学方法分析了酸诱导羧甲基纤维素凝胶的流变性能,揭示了疏水相互作用对凝胶结构和非线性响应的影响。
2024-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Irreversible hardening of a colloidal gel under shear: the smart response of natural rubber latex gels
天然橡胶是通过加工天然橡胶胶乳获得的,天然橡胶胶乳是一种液体胶体悬浮液,在从树中渗出后迅速凝胶化。我们制备这样的凝胶酸化,在很大范围内的颗粒体积分数,并研究其流变性能。我们发现,天然橡胶胶乳凝胶表现出独特的不可逆应变硬化行为:当受到足够大的应变,弹性模量增加不可逆。硬化在很大的变形范围内进行,使得材料保持接近或略高于所施加的剪切应力的弹性模量。凝胶内的局部位移进行了研究,通过超声成像耦合到振荡流变仪,连同在硬化过程中的材料的振荡响应的傅立叶分解。我们的观察表明,硬化与不可逆的局部重排的分形结构,均匀地发生在整个样品。
2019-01-10 cond-mat.soft
Shear induced tuning and memory effects in colloidal gels of rods and spheres
剪切历史在确定胶体凝胶的线性和非线性流变响应中起着重要作用,并且可以用于调整其结构和流动性质。胶体颗粒纵横比的增加降低了临界体积分数的凝胶化由于颗粒排除体积的增加。使用流变学和共聚焦显微镜的组合,我们调查的稳定和振荡的预剪切历史上的结构和流变性的胶体凝胶形成的二氧化硅球和杆的长度L和直径D(L/D = 10)分散在11 M氯化铯溶液的效果。我们使用无量纲梅森数Mn(= F_visc./ F_attr.)比较稳定和振荡预剪切对凝胶粘弹性的影响。我们发现,在中间锰预剪切后,有吸引力的球凝胶表现出加强,而有吸引力的棒凝胶表现出减弱。有吸引力的棒的凝胶的流变成像表明,在中间Mn,振荡预剪切诱导大的紧凑的棒簇的凝胶微结构中,相比稳定的预剪切。我们的研究突出了颗粒形状对流动和剪切停止后的粘弹性下的凝胶结构的影响。
2022-07-11 cond-mat.soft
Colloidal Gels: Equilibrium and Non-Equilibrium Routes
我们试图根据胶体-胶体相互作用对不同的胶体凝胶进行分类。我们主要区分非平衡和平衡路线凝胶化,前者的情况下被奴役热力学相分离,而后者是个性化的竞争相互作用和补丁胶体的框架。重点放在最近的数值模拟胶体凝胶化和他们的连接到实验。最后,我们强调了不同凝胶类型的典型特征,在实验中更详细地观察。
2007-06-12 cond-mat.soft
Correction of Wall Adhesion Effects in Batch Settling of Strong Colloidal Gels
针对强絮凝胶体悬浮液间歇沉降试验中壁面粘附效应导致流变参数估算误差大、现有校正方法复杂的问题,提出一种简化的一维粘塑性近似方法,推导解析表达式以实现压缩屈服强度和壁面粘附强度的可靠估算。
2014-09-30 cond-mat.soft
Elasticity of colloidal gels: structural heterogeneity, foppy modes, and rigidity
模型胶体凝胶的流变学测量结果表明,剪切模量的胶体体积分数的变化大的变化不反映简单的结构参数,如配位数,它几乎保持不变。我们解决了这个明显的矛盾进行正常模式分析实验测得的键网络的凝胶。我们发现,凝胶的结构异质性,这导致软盘模式和非仿射-仿射交叉频率的增加,演变为体积分数的函数,是关键的理解频率依赖性的弹性。在没有任何自由参数的情况下,我们实现了与测量的机械响应的良好的定性一致。此外,我们实现普遍崩溃的剪切模量通过现象学弹簧阻尼器模型,占流体粘度,颗粒耗散之间的相互作用,并从仿射和非仿射网络变形的贡献。
2018-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nano-silica based Aqueous Colloidal Gels as Eco-friendly Thixotropic Lubricant
本研究提出一种由NaCl和二氧化硅纳米颗粒形成的水性触变性胶体凝胶,通过调节流变性能,在钢-钢界面实现超低摩擦与近零磨损,性能显著优于干摩擦与水润滑。
2025-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Visualizing shear-induced structures in carbon black gels by tomo-rheoscopy
ENSL, CNRS, Laboratoire de physique(ENS-Lyon, 法国国家科学研究中心, 物理实验室);Department of Materials, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院材料系);Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière, UMR5306(里昂第一大学, 法国国家科学研究中心, 光物质研究所);Swiss Light Source, Paul Scherrer Institut(瑞士光源, 保罗谢尔研究所);Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学);International Research Laboratory, French American Center for Theoretical Science, CNRS, KITP, Santa Barbara(国际研究实验室, 法美理论科学中心, 法国国家科学研究中心, 加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所)
研究通过tomo-rheoscopy揭示碳黑凝胶在剪切历史影响下的微观结构异质性,发现弹性质与剪切强度非单调相关,展示流变记忆不仅由局部粒子重排决定,还涉及宏观结构组织。
2026-03-17 cond-mat.soft
Shear Layers and Plugs in the Capillary Flow of Wormlike Micellar Gels
本文利用光学相干断层扫描测速技术研究蠕虫状胶束凝胶的管流动力学,发现强壁面滑移的柱塞流和非抛物线速度剖面,并将其解释为粘弹性瞬态流动中的流动诱导非均匀性。
2024-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contactless Rheology of Soft Gels over a Broad Frequency Range
我们报告的软凝胶的粘弹性流变特性的非接触测量。使用胶体探针原子力显微镜(AFM)在液体环境中,并在动态模式下进行实验。测量的机械响应作为不同的振荡频率的液体间隙厚度的函数。我们的测量结果揭示了弹性流体动力学(EHD)耦合之间的流动引起的探头振荡和粘弹性变形的凝胶。数据定量描述的粘弹性润滑模型。的聚二甲基硅氧烷(PDMS)凝胶的频率依赖性的存储和损耗模量提取的数据拟合的模型,并在良好的协议与Chasset-Thiion定律。我们的研究结果表明,非接触式胶体探针的方法是强大的工具,可用于探测软界面在很宽的频率范围内精细。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Size-dependent rheology of type-I collagen networks
我们研究了分支I型胶原凝胶的系统尺寸依赖性流变学响应。当受到剪切应变时,高度互连的网格动态地重新定向,导致网络的整体硬化。当一个连续的剪切应变施加到胶原蛋白网络,我们观察到,局部表观模量,在应变硬化制度,是强烈依赖于凝胶厚度。此外,我们证明,整体网络故障是由凝胶厚度的网格尺寸的比率。这些发现对细胞-基质相互作用、流变学组织数据的解释和仿生支架的工程具有广泛的意义。
2010-08-13 cond-mat.soft
High-bandwidth viscoelastic properties of aging colloidal glasses and gels
我们报告测量的频率依赖性的剪切模量的老化胶体系统,从一个纯粹的低粘度液体,主要是弹性玻璃或凝胶。使用微观流变学,我们测量的局部复杂的剪切模量$G^{*}(ω)$在一个非常宽的频率范围内(1 Hz- 100 kHz)。单颗粒和双颗粒微观流变学的结合使用使我们能够区分胶体玻璃和凝胶-玻璃是均匀的,而胶体凝胶在大于0.5微米的长度尺度上显示出相当程度的不均匀性。尽管这种特性差异,这两个系统表现出类似的流变行为,随着老化的时间演变,表现出从一个单一的幂律频率依赖的粘弹性模量的两个幂律的总和的交叉。交叉发生在时间$t_{0}$,其定义机械转变点。我们发现,通过使用$t_{0}$缩放老化时间,可以将不同样本老化期间获得的数据折叠到单个主曲线上。这就提出了问题的两个幂律的叠加嵌入在粘弹性背景的弹性网络的先验解释。关键词:老化,胶体玻璃,被动微观流变学
2007-10-29 cond-mat.soft
Rheological Study of Transient Networks with Junctions of Limited Multiplicity
从理论上研究了由遥爪聚合物组成的瞬态凝胶的粘弹性和热力学性质。我们扩展了经典理论的瞬态网络,使聚合物链之间的相关性,通过网络连接考虑在内。这种扩展使我们能够研究流变量(例如粘度和弹性模量)如何受到缔合平衡条件的影响,以及这些量如何与连接点的聚集数相关。我们提出了一个理论模型的瞬态网络与路口组成的可变数量的疏水基团的链端。弹性有效链定义为两端均与其它链上的端基缔合的链。结果表明,动态剪切模量的麦克斯韦模型,其特征在于由一个单一的弛豫时间和高频平台模量的经典理论,以及描述,但减少的动态剪切模量依赖于聚合物的浓度和温度通过减少的浓度c作为结合的缔合常数和端基的体积分数。当c较小时,平台模量和零剪切粘度随c的增加呈非线性增加,但当c较高时,它们与c成正比。弛豫时间也随着c的增加而增加,这是由于在小c处存在成对结。
2006-11-06 cond-mat.soft
The yielding dynamics of a colloidal gel
当施加高于屈服应力的剪切应力时,有吸引力的胶体凝胶显示固体到流体的转变。这种剪切诱导的转变几乎涉及胶体凝胶的任何应用。这对于控制材料性能也至关重要。尽管如此,尽管它的普遍存在,屈服过渡是远远没有理解,主要是因为流变测量在整个样品的空间平均。在这里,仪器的蠕变和振荡剪切实验与高频超声开辟了新的途径来观察当地的动态不透明的有吸引力的胶体凝胶。过渡从细胞壁和非均相流化的整个样品的特征时间,其变化与施加的应力表明存在的能量障碍与凝胶化过程。这些结果为进一步理解屈服转变的计算机模拟和理论计算提供了新的实验依据。该技术的多功能性也应该允许广泛的细观研究的断裂机制,从晶体到玻璃质材料的软固体。
2009-11-06 cond-mat.soft
Colloidal Gelation with Non-Sticky Particles
本研究通过数值模拟探究含非粘性颗粒的二元胶体复合材料的凝胶化,发现非粘性颗粒以有效体积分数限制凝胶化并引入竞争长度尺度,且该机制在多种凝胶模型中具有普遍性。
2023-05-16 cond-mat.soft
Yielding and large deviations in micellar gels: a model
我们提出了一个简单的模型来解释在最近的胶束凝胶实验中观察到的流变行为。该模型结合了附着-脱离动力学与拉伸由于剪切,并显示出明确的堵塞和流动状态。随着施加力$F$的增加,在屈服阈值附近的范围内,粗粒速度的大偏差函数(LDF)变得越来越非二次。功率波动被发现服从稳态波动关系(FR)在小$F$。然而,当$F$接近从流动到堵塞状态的过渡时,尽管LDF仍然存在,FR被违反; LDF的反对称部分被发现在其参数中是非线性的。我们的方法表明,大的波动和运动的方向相反的一个强加的力量可能会发生在更广泛的一类系统附近屈服。
2013-01-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competing Supramolecular Structures: Dielectric and Rheological Spectroscopy on Glycerol/Propanol Mixtures
本文通过介电与流变光谱研究甘油/丙醇混合物的超分子结构竞争,揭示链/网络混合导致的双玻璃化转变和强动力学异质性。
2025-09-23 cond-mat.soft
Three length scales colloidal gels: the clusters of clusters versus the interpenetrating clusters approach
通常,在静态条件下,低体积分数的有吸引力的胶体形成分形凝胶,其结构分为两个长度尺度:胶体尺度和分形簇尺度。然而,当流动干扰凝胶化时,胶体分形凝胶可以显示三种不同的长度尺度[Dagès等人,软物质18,6645(2022)]。根据最近的实验研究,我们推导出两个模型来解释这种非典型胶体凝胶的结构和流变特性。凝胶的弹性推断从缩放参数和结构被转换成散射强度的全局散射函数的方法提出的Beaucage和通常测量的小角X射线散射(SAXS)。在这两种模型中,我们都认为胶体凝聚成分形团簇。在团簇的团簇模型中,团簇形成超聚集体,超聚集体然后构建凝胶网络。在互穿簇模型中,簇彼此互穿以形成凝胶网络。然后利用这两个模型来分析对通过流动停止形成的炭黑凝胶进行的流变SAXS实验。分析的结果证明,随着凝胶特征长度尺度的增加,团簇模型的结构致密化。
2023-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystallization-Arrested Viscoelastic Phase Separation in Semiconducting Polymer Gels
通过流变学表征和温度可变成像方法的组合,在半导体聚合物的稀溶液中实现互连的,具有分级孔隙度的结晶网络的一种新的凝胶化途径被报道。在快速冷却时,区域规整的聚(3-己基噻吩)(RR-P3 HT)在邻二氯苯中的溶液形成热可逆凝胶。温度可变的共聚焦显微镜显示冷却诱导的结构重排进展,通过粘弹性相分离。由于链内结晶,在RR-P3 HT基质内形成微米级富溶剂“孔”期间,相分离过程过早停止。RR P3 HT凝胶的基于低温的扫描电子显微镜显示存在表现出纳米尺寸的孔的纤维间网络。值得注意的是,当将第三组分,小分子苯基C61丁酸甲酯(PCBM)或非结晶区域无规(Rra)-P3 HT加入到溶液中时,这些网络形成相等的凝胶强度。其中活性层从相分离的溶液沉积的有机太阳能电池显示出比参比电池高45%的效率。
2018-11-21 cond-mat.soft physics.app-ph
Rheology of Wormlike Micellar Gels Formed By Long-Chained Zwitterionic Surfactants
长链表面活性剂溶液由于具有许多吸引人的性质而在石油和天然气工业中得到了广泛的应用。在本文中,我们表征了一种这样的商业上使用的粘弹性表面活性剂,在室温下形成蠕虫状胶束凝胶,在较高温度下形成粘弹性溶液。我们探测这两个国家进行线性和非线性流变测试和胶束流变学的框架下分析其行为。我们的研究概述了偏离更传统的胶束系统所表现出的行为,并揭示了有趣的动力学,如剪切诱导断裂和可能的剪切带在这些材料。在这样做,我们提供了一个详细的了解一类新的蠕虫状胶束的解决方案
2021-08-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shear-driven memory effects in carbon black gels
Univ Lyon, Ens de Lyon, CNRS, Laboratoire de Physique(里昂大学、巴黎高等师范学校里昂分校、法国国家科学研究中心、物理实验室);Department of Polymer Engineering, IPC, University of Minho(米尼奥大学高分子工程系)
研究揭示了碳黑凝胶在剪切后固态下的结构记忆机制,通过USAXS发现其微结构在流体停止后仍保持,基于Mason数揭示两种记忆机制,为设计智能材料提供策略。
2025-11-18 cond-mat.soft
Simultaneous rheo-electric measurements of strongly conductive complex fluids
我们介绍了一种新的装置设计的应力控制流变仪进行剪切下的强导电复杂流体的同时流变和电气测量。通过在室温下使用无毒的液态金属,以最小的附加机械摩擦完成与旋转轴的电连接,允许同时测量低至1 Pa的应力。我们使用这种设计的能力,进行了广泛的一组由有吸引力的炭黑颗粒配制的凝胶的流变电实验,浓度范围从4到15%wt。首先,对用不同剪切历史制备的静止凝胶的实验显示出凝胶的弹性模量$G'_0$和电导率$σ_0$之间的稳健幂律缩放,即$G'_0 \sim σ_0^α$,其中$α=1.65 \pm 0.04$独立于凝胶浓度。第二,电导率测量同时进行蠕变实验揭示了第一次,塑性事件发生在散装而剪切速率降低作为一个弱的幂律时间在实验的早期阶段。随后的电导率和剪切速率的演变,使我们能够提出一个本地屈服的情况下,与以前的测速测量。最后,我们测定了炭黑凝胶的本构流变学和电学行为。首先介绍了机械测量的校正仔细扩展到电气测量,以准确区分体积和表面的贡献的导电性。作为一个说明性的例子,我们研究了五种不同等级的炭黑凝胶的本构流变电性能,并证明了新型流变电装置作为强导电复杂流体及其应用的通用表征工具的相关性。
2016-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The isotropic-cholesteric transition in liquid-crystalline gels
在一个凝胶中,平行于指向矢的凝胶自发伸长伴随着平行于指向矢的凝胶的出现。如果这种凝胶是手性的,则其具有形成双螺旋结构的趋势,其中由于弹性相容性的要求,平行于双螺旋指向矢的凝胶的局部伸长被抑制。我们表明,一个圆锥形的螺旋线,其中董事使一个斜角相对于螺旋轴作为一个能量最小化的伸长和扭曲的竞争倾向之间的妥协。我们发现的螺旋锥角和螺距的手性的强度的依赖性,并确定在各向同性的样品形状的变化,以双相变。
2002-06-15 cond-mat.soft
Shear Banding from lattice kinetic models with competing interactions
软玻璃材料,非线性流变学,晶格动力学模型,阻挫相分离}我们提出了基于竞争相互作用的Boltzmann动力学模型的数值模拟,旨在表征软玻璃材料的流变特性。晶格动力学模型被证明可以再现受限几何形状中驱动软玻璃流动的典型特征,例如赫歇尔-巴尔克利流变学、剪切带和历史。这进一步信贷本晶格动力学模型作为一个有价值的工具,为理论/计算调查的流变学驱动下的软玻璃材料的约束。
2010-09-28 cond-mat.soft
Shear Melting and Recovery of Crosslinkable Cellulose Nanocrystal-Polymer Gels
纤维素纳米晶体(CNC)是天然来源的纳米结构,对于生产具有吸引人的机械性能的复合材料越来越重要,并且提供比纯石油基替代品更好的可持续性。CNC复合材料的制造通常涉及在添加剂如聚合物和固化剂的存在下,在各种溶剂中挤出CNC悬浮液和凝胶。然而,到目前为止,大多数研究都集中在水性CNC凝胶上,然而CNC聚合物凝胶在有机溶剂中的行为对其更广泛的加工性很重要。在这里,我们研究了复合聚合物-CNC凝胶在二甲基甲酰胺中的流变行为,其中包括用于UV和热交联的添加剂。使用流变仪加上原位红外光谱,我们表明,在外部剪切下,CNC-聚合物凝胶显示渐进的和不可逆的失败的氢键网络,负责其显着的弹性性能。在不存在交联添加剂的情况下,聚合物-CNC凝胶在停止流动时显示出可忽略的恢复,而添加剂的存在允许凝胶通过范德华相互作用恢复。通过探索广泛的剪切历史和CNC浓度,我们构建主曲线的聚合物-CNC凝胶的粘弹性能的时间演变,说明所观察到的动力学相对于凝胶组合物和流动条件的普遍性。因此,我们发现聚合物-CNC复合凝胶显示出胶体玻璃的许多独特特征,并且引人注目的是,它们对加工过程中遇到的流动条件的反应可以通过化学添加剂来调节。这些发现对溶剂浇铸、3D打印和其他制造技术中致密CNC聚合物复合材料的加工具有影响。
2019-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microscopic Viscoelasticity: Shear Moduli of Soft Materials Determined from Thermal Fluctuations
我们描述了一种高分辨率,高带宽的技术,用于确定软材料,如聚合物凝胶的局部粘弹性。损耗和存储剪切模量的嵌入式微米级的探针粒子,用干涉显微镜观察到的热波动的功率谱确定。这提供了一个被动的,小振幅的测量流变特性在一个更广泛的频率范围比以前访问的微观流变学。我们研究F-肌动蛋白生物聚合物溶液和聚丙烯酰胺(PAAm)凝胶,模型半柔性和灵活的系统,分别。我们观察到F-肌动蛋白溶液中剪切模量的高频ω ^(3/4)标度,与PAAm的ω ^(1/2)标度相反。
1997-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheological Study of Transient Networks with Junctions of Limited Multiplicity II. Sol/Gel Transition and Rheology
基于瞬态网络理论,考虑了聚合物链之间通过网络连接的相互作用,研究了遥爪聚合物形成的瞬态凝胶的粘弹性和热力学性质。根据Scanlan和Case的判据,通过引入弹性有效链,将凝胶的整体信息纳入到理论中。我们还考虑了超桥的影响,其骨干是由几个链串联连接几个可断裂的结内。在溶胶/凝胶转变的临界浓度附近,超级桥沿着主链变得无限长,从而导致网络的短弛豫时间$τ$。结果表明,在凝胶点附近,$τ$与浓度偏差$Δ$成正比。由于平均场处理,平台模量$G_{\infty}$随着凝胶化点附近$Δ$的立方而增加,因此零剪切粘度随着$η_0\sim G_{\infty}τ\simΔ^4$而增加。动态剪切模量的麦克斯韦模型的描述,它表明,本模型可以解释的浓度依赖性的遥爪聚(环氧乙烷)的水溶液的动态模量。
2006-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear-induced memory effects in boehmite gels
本研究发现酸诱导勃姆石凝胶存在临界剪切速率,高于该速率剪切活化后形成类凝胶弱凝胶,低于则形成类玻璃强凝胶,且两类凝胶屈服应变特性不同,可用梅森数解释临界剪切速率的物理本质。
2021-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Controlling the rheo-electric properties of graphite/carbon black suspensions by 'flow-switching'
本研究在模拟能源应用的石墨-炭黑油相悬浮液中发现流变双稳态,低于临界应力的稳态剪切会使体系转至弱力学低电导态,需高应力剪切恢复,为电池浆料加工优化提供新思路。
2023-11-09 cond-mat.soft
Residual stresses and shear-induced overaging in boehmite gels
本研究发现勃姆石凝胶的液-固转变存在非单调应力弛豫的双重行为,残余应力与粘弹性随剪切应变对数增长,揭示的剪切诱导过时效现象可用于调控胶体凝胶流变特性。
2022-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Analyzing Onset of Nonlinearity of a Colloidal Gel at the Critical Point
在这项工作中,我们研究了合成锂蒙脱石粘土,Laponite的胶体分散体的非线性流变行为的开始,在临界凝胶状态,同时进行溶胶-凝胶转变。当在非线性状态下受到阶跃应变时,松弛模量垂直地移动到较低值,使得可以使用应变相关阻尼函数来适应与线性的偏差。我们还进行蠕变恢复和启动剪切实验的研究胶体分散体在临界凝胶状态和监测响应偏差的流动变得非线性。提出了一种考虑非线性变形影响的准线性积分模型,该模型采用时间-应变可分离松弛模量。值得注意的是,所提出的模型预测偏离线性蠕变恢复和启动剪切实验很好地导致一个简单的配方来分析临界凝胶的非线性流变行为的发病。我们还分析了非线性变形过程中的能量耗散,并使用开发的粘弹性框架验证了贝利准则。
2019-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheology of colloidal microphases in a model with competing interactions
模拟具有竞争相互作用的胶体颗粒模型,研究了胶体微相的二维流变特性。由于短程吸引力和长程排斥力之间的竞争,作为密度的函数,该模型表现出各种微相,如团簇,条纹或带有气泡的晶体。我们准备在一个有限的微相系统采用蒙特卡罗模拟,然后淬火系统在T=0。然后通过施加拖曳力曲线来剪切所得到的配置。我们集成数值的运动方程的颗粒和分析的动力学作为密度和施加的应变率的函数。我们测量的应力-应变曲线和表征的胶体微相的屈服。结果取决于微相的类型:(i)团簇容易沿层剪切,旋转有助于相对运动。(ii)平行于流动方向的条纹容易剪切,垂直于流动方向的条纹容易堵塞,在足够强的剪切速率下,垂直条纹的方向与流动方向一致。(iii)具有气泡的晶体通过沿着气泡破裂并最终形成条纹而屈服。我们讨论的位错,所发射的气泡,在屈服过程中的作用。
2008-02-08 cond-mat.soft
Creep and Fracture of a Protein Gel under Stress
已知生物材料如蛋白质或多糖凝胶定性地表现为软固体并且在外部载荷下破裂。结合光学和超声成像剪切流变学,我们表明,蛋白质凝胶的失败的情况是让人想起脆性固体:后的主要蠕变制度,其特征在于幂律行为的指数是完全占线性粘弹性,骨折成核和增长的垂直剪切,到凝胶的突然破裂。一个单一的方程占这两个连续的过程很好地捕捉完整的流变响应。破坏时间与所施加的剪应力遵循幂次递减规律,类似于固体的Basquin疲劳定律。这些结果是在最近的纤维束模型,包括损伤积累的弹性纤维和蛋白质凝胶作为模型,脆性样软固体的协议。
2014-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Unraveling the impact of competing interactions on non-equilibrium colloidal gelation
本文数值模拟短程吸引与长程排斥竞争的带电胶体,揭示其从无序团簇到网络再到手性刚性团簇的重入转变及等静压渗流机制。
2025-05-12 cond-mat.soft
A theory to describe emergent properties of composite F-actin and vimentin networks
合成的生物聚合物凝胶作为生物材料来模拟许多生物支架结构,这可以有助于更好地理解细胞骨架样结构构建块和软纳米技术,需要极大的兴趣。特别是半柔性的F-肌动蛋白和波形蛋白中间丝(IF)形成复杂的网络,是细胞刚度的关键调节因子。虽然F-肌动蛋白网络或IF的机制已经被表征,但这两个网络之间的相互作用在很大程度上是未知的。使用大变形流变学的实验研究表明,F-肌动蛋白和IF的共聚可以产生比纯F-肌动蛋白网络更强或更弱的复合网络。我们从理论上验证这些影响发展成一个模型的框架内的非线性连续介质力学,在其中,我们定义了一个自由能泛函考虑的作用的熵弹性的半柔性网络与瞬态交联,也是一个充满活力的术语来描述的相互作用参数,允许两个网络之间的耦合。我们通过Jensen等人对不同浓度肌动蛋白和波形蛋白的大变形流变学实验进行的测量来验证理论模型
2018-11-14 cond-mat.soft
Microscopic Theory of Nonlinear Rheology and Double Yielding in Dense Attractive Glass Forming Colloidal Suspensions
本文针对稠密吸引性胶体悬浮液提出自洽微观理论,耦合键断裂与去笼效应,揭示阶跃剪切下塑性响应、静态屈服和双重屈服三种瞬态行为,解释了多种实验现象。
2025-03-10 cond-mat.soft
A model colloidal gel for coordinated measurements of force, structure, and rheology
我们介绍了一个模型凝胶系统,其中胶体的力量,结构和流变学测量的流变学和显微镜技术与光镊的平衡的要求。空间稳定的聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)胶体悬浮在环己烷(CH)和环己基溴(CHB)与稀释的聚苯乙烯作为消耗剂。包含37%重量分数CH的溶剂提供足够的折射率对比度以实现光学捕获,同时保持良好的共焦成像质量和对本体流变学的最小沉降效应。在此条件下,在耗尽剂浓度c = 8.64 mg/mL(c/c* = 0.81)时,光阱结果显示50%的键在3.3 pN时断裂。相应凝胶(体积分数= 0.20)的线性应变依赖弹性模量为G' = 1.8Pa,并且凝胶结构中颗粒的平均接触数为5.4。这些结构和流变参数类似于弱聚集和簇状的胶体凝胶。因此,模型凝胶产生的颗粒间的力,微观结构,和体积流变学在一个单一的实验系统中的伴随表征,从而引入这些实验措施的模型和模拟的同时比较。
2013-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn