识别模型聚合物纳米柱中剪切带形成的结构特征
软凝聚态物质
2018-09-20 v1
摘要
非晶固体在纳米器件的设计与制造中至关重要，但在强受限条件下，这些材料的力学性质会发生变化，其原因尚不清晰。唯象模型通过假设材料中存在潜在的缺陷结构来解释这些性质，但并未详述这些缺陷的微观特性。利用机器学习方法，我们识别出了在远低于玻璃化转变温度下、作为柱直径函数的、导致聚合物纳米柱中剪切带形成的中尺度缺陷。我们的结果表明，在此尺度上导致剪切带的主要结构特征是柱直径的涨落。令人惊讶的是，这些涨落相对于柱直径相当小，尺寸小于半个粒子直径。在中等柱直径下，我们发现这些涨落倾向于沿剪切带平面的短轴聚集。我们还看到平均软度作为剪切带分类器的重要性随柱直径增大而增长。软度是一个刻画局域结构并与粒子层级动力学高度相关的新兴领域，使得较软的粒子更可能发生重排。这表明，软度这一将粒子层级结构与短时间、短长度尺度动力学联系起来的量，能够预测与材料失效相关的大时间、大长度尺度现象。
引用
@article{arxiv.1809.06922,
title = {Identifying structural signatures of shear banding in model polymer nanopillars},
author = {Robert J. S. Ivancic and Robert A. Riggleman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.06922},
year = {2018}
}