稠密黏性悬浮液中剪切增稠转变的声学调控
软凝聚态物质
2026-05-01 v1
摘要
稠密悬浮液中的非连续剪切增稠（DST）会导致流动不稳定性，限制其在许多系统中的加工过程。虽然已有报道称高功率超声能降低此类材料的表观黏度，但这一效应的起源仍不清楚。在此，我们研究了稠密的黏性玉米淀粉悬浮液，其中剪切增稠源于嵌入在非均匀密度波结构中的脆弱、承载力的力网络。利用流变-超声联用装置，我们表明超声并非直接降低黏度，而是将剪切增稠密转变推向更高的剪切速率。应力概率分布塌缩到主曲线上证明了这一点，揭示了向更类流体状态的连续演化，且没有明显的阈值。我们通过时间尺度的分离来解释这些结果，其中悬浮液表现为一个受到高频间隙流动作用的、有效不动的多孔介质。流化则源于边界滑移、由曳力涨落引起的力网络体相失稳以及局部声流效应的共同作用。在这些机制之外，我们提出超声通过在孔隙尺度引入波动的流体动力来改变力网络的稳定性。因此，需要更大的应力或剪切速率来维持堵塞状态，导致DST转变的连续重整化。这些发现为黏性悬浮液中的声流化提供了一致的物理图像，并确立了超声作为在受限流动中控制非连续剪切增稠的有力工具。
引用
@article{arxiv.2604.27876,
title = {Acoustic modulation of shear thickening transition in dense adhesive suspensions},
author = {Aoxuan Wang and Fabrice Toussaint and Thomas Gibaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27876},
year = {2026}
}