缔合粘弹性流体自由扩张薄层中的不稳定性

我们利用液滴撞击小固体靶作为工具，研究粘弹性流体在极高变形速率下的行为。我们研究两类瞬态网络：超分子聚合物的半稀溶液，以及由聚合物可逆连接的球形油滴悬浮液。这两类样品表现出非常相似的线性粘弹性性质，可用麦克斯韦流体模型描述，但由于网络结构不同，其非线性性质迥异。撞击时，弱粘弹性样品表现出与牛顿流体定性类似的行为：形成光滑而规则的薄层，扩张，然后回缩。相比之下，对于高粘弹性流体，薄层厚度非常不规则，导致不稳定性并最终形成孔洞。我们发现材料的流变性质决定了不稳定性的起始。我们首先对扩张薄层进行简单的图像分析以确定不稳定性的起始。然后我们证明，与样品结构在高剪切后最短弛豫时间相关的德博拉数是控制薄层厚度不均匀性（最终导致孔洞形成）的相关参数。当薄层撕裂时，数据则表明开口动力学还依赖于薄层的扩张速率。