纹理化软基底的润滑摩擦
软凝聚态物质
2021-04-14 v1
摘要
从第一性原理理解湿润、图案化表面的滑动摩擦具有挑战性。尽管新兴应用从生物学中寻求设计原则，但由于软界面经历固体变形与流体耗散之间的多物理场耦合，尚缺乏通用框架。我们研究了由弹性体、热固性聚合物和水凝胶组成的 50 余组图案化滑动对的弹流动力滑动，发现纹理化在宏观摩擦系数中诱导出临界转变。该临界摩擦在无需任何拟合参数的情况下，与折减弹性模量及图案几何 universally 缩放。为捕捉摩擦耗散，我们将流动曲线分为两个区域，并考虑流体施加于图案上的剪切力与法向力的贡献。我们的模型结合 Reynolds 方程与弹性变形，提供物理洞见，从而可利用图案几何、材料弹性和流体性质对一类软摩擦副的弹流动力摩擦进行工程设计。
引用
@article{arxiv.1909.06431,
title = {Lubricated friction of textured soft substrates},
author = {Yunhu Peng and Christopher M. Serfass and Catherine N. Hill and Lilian C. Hsiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06431},
year = {2021}
}