非局部弹性网络中相分离的动力学

嵌入在弹性网络中的液体混合物的相分离与广泛的自然和工业系统相关，包括与细胞骨架相互作用的生物分子凝聚体、鸟类羽毛的结构色以及在软沉积物中形成的气泡。最近的合成聚合物凝胶实验表明，当相分离域的大小与网络的特征孔径相当时，可能会出现具有明确长度尺度的图案化相。基于平衡方法的理论工作将这种图案形成归因于由底层网络异质性引起的非局部弹性效应。在此，我们通过发展一个动力学理论来扩展这些思想，在该理论中，相分离通过大变形多孔弹性框架与非局部弹性耦合。我们通过线性稳定性分析和数值模拟来研究我们的模型，识别发生相分离的参数空间，并研究不同弹性模型的影响。我们发现，尽管局部弹性可以抑制相分离并影响域的数量，但它无法完全抑制粗化。相比之下，非局部弹性会阻止粗化，形成具有明确长度尺度的图案化域，该长度尺度随刚度增加而减小。因此，我们的建模框架为模拟与实验之间的定量比较铺平了道路，例如通过考虑应变硬化网络流变学。