通过水凝胶滑动界面分子吸附产生的摩擦：理论与实验
软凝聚态物质
2024-12-10 v1
摘要
我们报告了薄型(约为米级)聚丙烯酰甲基丙烯酰胺水凝胶薄膜在与球形硅楷探针接触中的摩擦特性。为专注于界面耗能的贡献，设计了一个专用的旋转装置，该装置允许抑制多孔弹性流动，同时确保滑动界面上均匀的速度场。通过对硅探针进行不同烷硅烷修饰，变更界面上的物理化学性质。惊人地，我们识别出一个速度范围，在该范围内，平均摩擦应力系统地随滑动速度的对数而变化。这种依赖性对界面物理化学性质敏感。实验观察以分子模型讨论，其中摩擦源于滑动界面上聚合物链的热力学活化吸附，其弹性伸缩随后发生脱附。从该理论描述中，我们的实验数据为我们提供了分子吸附的黏附能和特征时间，这些能量与化学修饰的硅表面的物理化学性质相符。
引用
@article{arxiv.2407.07819,
title = {Friction through molecular adsorption at the sliding interface of hydrogels: Theory and experiments},
author = {Lola Ciapa and Ludovic Olanier and Yvette Tran and Christian Frétigny and Antoine Chateauminois and Emilie Verneuil},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.07819},
year = {2024}
}