填充胶体凝胶流变学：增强、硬化与可调性
软凝聚态物质
2025-04-29 v2
摘要
填料诱导增强在材料科学中无处不在，在聚合物纳米复合材料中尤为成熟。尽管组分相似，含固体填充的胶体凝胶表现出独特的流变行为，这在工业上（如锂离子电池）具有实际意义却仍知之甚少。我们利用实验与模拟表明，填充单调增强胶体凝胶的屈服应力（即强度），而弹性模量（即刚度）先增后减。后者的软化效应源于高密度填充下受挫的凝胶基体，由增长的相间压力所证实。然而，这种结构受挫并未损害屈服阻力。相反，填料通过渗流力链为凝胶骨架提供额外力学支撑，同时降低屈服应变。我们发展了该现象学的机理性图像，并由此提出一种新颖的“填料移除协议”，使对复合凝胶强度与脆性的独立调控成为可能。
引用
@article{arxiv.2311.08751,
title = {Filled Colloidal Gel Rheology: Strengthening, Stiffening, and Tunability},
author = {Yujie Jiang and Yang Cui and Yankai Li and Zhiwei Liu and Christopher Ness and Ryohei Seto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.08751},
year = {2025}
}