纳米级薄硬层对粗糙表面附着力的影响
软凝聚态物质
2024-02-26 v1 应用物理
摘要
粘附需要分子接触，天然粘合剂利用机械梯度来实现完全（共形）接触以最大化粘附力。直观上，人们预期顶层模量越高，粘附强度越低。然而，硬顶层厚度与粘附力之间的关系尚不清楚。在本工作中，我们量化了蓝宝石透镜与覆盖在软聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 弹性体上的不同厚度硬玻璃态聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 层之间的粘附力。我们发现，在相对较厚、较软且具有弹性的 PDMS 块上，仅需约 90 nm 厚的 PMMA 层即可在加载循环中将宏观粘附力降至接近零。双层结构的这种粘附力下降可以用 Persson 和 Tosatti 开发的共形模型来解释，其中创建共形接触所需的弹性能取决于双层结构的厚度和机械性能。更好地理解机械梯度对粘附力的影响将对粘合剂、摩擦学以及胶体和颗粒物理学产生影响。
引用
@article{arxiv.2402.15014,
title = {Impact of Nanometer-Thin Stiff Layer on Adhesion to Rough Surfaces},
author = {Shubhendu Kumar and Babu Gaire and Bo Persson and Ali Dhinojwala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.15014},
year = {2024}
}