脱水驱动脆性水凝胶冻结过程中的损伤
软凝聚态物质
2024-01-24 v1 材料科学
摘要
众所周知，冻结会破坏柔软的湿润材料。然而，这种损伤背后的机制仍不清楚。为了理解这一过程，我们冻结了模型脆性水凝胶样本，同时观察了将其撑裂的充满冰的裂纹的生长。我们表明，损伤并非由水冻结时的膨胀或水凝胶中充满冰的空腔的生长引起。相反，局部冰生长会使周围的水凝胶脱水，从而导致干燥诱导的断裂。这种脱水由冷冻吸渗过程驱动，即过冷冰将附近的水吸向自身以供其生长。我们的结果突出了冻结损伤与干燥开裂之间的强类比，我们预计这将有助于加深对这两个课题的理解。我们的结果还应为广泛的冻结过程提供有益的见解，包括冷冻保存、食品科学和冻胀。
引用
@article{arxiv.2401.12871,
title = {Dehydration drives damage in the freezing of brittle hydrogels},
author = {Shaohua Yang and Dominic Gerber and Yanxia Feng and Nicolas Bain and Matthias Kuster and Laura de Lorenzis and Ye Xu and Eric R. Dufresne and Robert W. Style},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.12871},
year = {2024}
}