球形凝胶中溶胀与干燥动力学
软凝聚态物质
2025-05-13 v3 流体动力学
摘要
溶胀是一种体积增长过程，其中多孔材料通过自发吸收额外孔隙流体而膨胀。溶胀不同于其他增长过程，因为它本质上是孔隙力学的：孔隙结构的局部膨胀要求从材料其他地方抽取额外流体，或从边界外进入材料。在此，我们研究水凝胶球的溶胀及随后干燥。我们基于大变形孔隙力学和理想弹性凝胶理论建立了动力学模型，并将该模型的预测与一系列用聚丙烯酰胺球进行的实验相比较。我们利用模型和实验研究溶胀和干燥的复杂内部动力学，并强调这些截然不同过程的基本瞬态性质。尽管我们假设球对称，该模型也提供了对溶胀期间形成然后消失的瞬态模式以及干燥期间断裂风险的见解。
引用
@article{arxiv.1605.00599,
title = {Dynamics of swelling and drying in a spherical gel},
author = {Thibault Bertrand and Jorge Peixinho and Shomeek Mukhopadhyay and Christopher W. MacMinn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.00599},
year = {2025}
}