2021-04-19
 
软物料流动的新方法可能会为新物料的生产,灾难预测提供方法,当我们取下盖子时,牙膏如何留在其管中而不渗出?
2021年04月19日   阅读量:2970

当我们取下盖子时,牙膏如何留在其管中而不渗出?是什么使看似坚实的地面突然破裂成山体滑坡?


确切的定义软质材料如何流动和抓住的方法已困扰研究人员多年,但一项新的研究使用相对简单的实验解释了这种复杂的运动。


定义(并最终预测)软物料流的能力将使人们受益于处理从可涂抹奶酪到雪崩的一切事物。


该研究在伊利诺伊大学香槟分校进行,并发表在《美国国家科学院院刊》上。


贝克曼高级科学研究所的化学和生物分子工程学教授西蒙·罗杰斯(Simon Rogers)表示:“我们发现软物质流更多的是逐步过渡,而不是当前模型所暗示的突然变化。”美国大学的技术。


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该研究的研究生和研究的主要作者加文·唐利说,该团队开发了一种新的测试方案,使研究人员可以分别测量这些材料的固体和液体行为,这是以前从未做过的。


在实验室中,研究小组使用了各种不同的软质材料-聚合物微凝胶,黄原胶,玻璃状材料和填充的聚合物溶液-剪切应力,并使用称为流变仪的设备测量了固体或液体状的应变响应。


Donley说:“我们的实验向我们展示了更详细,更细致的软物料流视图。” “我们看到了固态和液态之间的连续过渡,这告诉我们描述行为突然变化的传统模型被简化了。相反,我们看到了两种不同的行为,它们反映了通过固态和液态机制的能量耗散。”


罗杰斯说,研究小组的近期目标是将这种实验观察结果转化为预测软物质运动的理论模型。


他说:“现有的模型不足以描述我们观察到的现象。” “我们的新实验比较耗时,但是它们使我们对过程有了更清晰的了解。这将使我们能够将软材料研究的方向推到与以前稍有不同的方向。它可以帮助预测新型材料的行为,当然,也有助于解决土石工程方面的挑战,例如泥石流,溃坝和雪崩。”


美国国家科学基金会,美国能源部,桑迪亚国家实验室和安东帕贵宾计划都为这项研究提供了支持。


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