局域弹性主导胶体过冷液体的非线性流变学
软凝聚态物质
2022-10-19 v2
摘要
我们提出了一个微观图像，用于理解具有软排斥势的过冷液体的非线性流变学。基于对电荷稳定胶体过冷悬浮液的布朗动力学模拟，我们的分析表明，在足够大的剪切速率（sr）下黏度的剪切变稀（eta），表示为 eta~sr^(-lambda)，起源于局域弹性区域（LER）的演化。LER是由参考粒子的前几个配位壳层组成的瞬态区域。在对外加剪切的响应中，LER内的粒子在LER屈服之前经历近乎仿射的位移。LER的特征应变（gamma）和尺寸（xi）分别依赖于剪切速率：gamma~sr^epsilon 和 xi~sr^(-nu)。三个指数 lambda、epsilon 和 nu 由 lambda=1-epsilon=4*nu 关联。这一简单关系将非线性流变学与系统的弹性性质及微观构型畸变联系起来。LER的弛豫由沿剪切几何拉伸方向、步长为0.4粒子直径的大步长非仿射粒子位移所促进。LER的弹性变形与弛豫在流动中普遍且连续地发生，构成了主导宏观非线性黏弹性的基本过程。我们应用该模型分析受剪切电荷稳定胶体悬浮液的 Rheo-Small Angle Neutron Scattering 数据。可见我们的模型很好地解释了中子谱与流变学数据。
引用
@article{arxiv.2205.00646,
title = {Localized elasticity governs the nonlinear rheology of colloidal supercooled liquids},
author = {Dejia Kong and Wei-Ren Chen and Ke-Qi Zeng and Lionel Porcar and Zhe Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00646},
year = {2022}
}
备注
21 pages,15 figures