软材料的一种极端增韧机制
软凝聚态物质
2022-02-15 v1 应用物理
摘要
柔软而坚韧的材料在自然界与日常生活中无处不在。软材料的断裂韧性与本征断裂能之比定义了其增韧程度。长期以来，软材料的增韧程度被归因于由 Mullins 效应和粘弹性等耗散机制引起的体应力-拉伸滞后。结合实验与理论，本文表明体耗散机制显著低估了软韧材料的增韧程度。我们提出一种新的机制与标度律来解释多种软材料的极端增韧。我们表明，软材料的增韧程度同时依赖于体滞后耗散，以及由聚合物链缠结等机制引起的近裂纹耗散。与体滞后耗散不同，近裂纹耗散不一定引起体材料的大的应力-拉伸滞后。该极端增韧机制可普遍应用于各类软韧材料，从双网络水凝胶、互穿网络水凝胶、缠结网络水凝胶和滑动环水凝胶，到无填料与有填料橡胶。
引用
@article{arxiv.2202.06186,
title = {An Extreme Toughening Mechanism for Soft Materials},
author = {Shaoting Lin and Camilo Duque Londono and Dongchang Zheng and Xuanhe Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.06186},
year = {2022}
}