约束对溶胀水凝胶微球力学行为的影响
软凝聚态物质
2023-04-11 v1 材料科学
摘要
我们将物理约束下 hydrogel 溶胀问题重新表述为一个能量优化问题。我们应用该方法计算限制在刚性微珠无规密堆积矩阵中的 hydrogel 球体的平衡形状，并解释结果以确定约束如何改变溶胀 hydrogel 的力学。与无约束情况相反，我们发现 hydrogel 体内部应变出现空间分离，应变局部化到外层区域。我们还探讨了凝胶的接触力学，发现随着溶胀程度的变化，接触行为从 Hertz 型转变为非 Hertz 型。我们的模型在 Morpho 形状优化环境中实现，可应用于任意维度，易于适应多种溶胀场景，并可扩展结合使用其他能量形式。
引用
@article{arxiv.2304.04252,
title = {Effect of confinement on the mechanics of a swelling hydrogel bead},
author = {Chaitanya Joshi and Mathew Q. Giso and Jean-François Louf and Sujit S. Datta and Timothy J. Atherton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.04252},
year = {2023}
}