绘制单根纤维素纤维的湿度依赖力学性能图谱
应用物理
2020-12-21 v1 化学物理
摘要
单根纤维素纤维的建模通常假设整根纤维具有均一性质，如强度和杨氏模量。此外，纤维沿轴向的尺寸与溶胀行为的不均匀性常被忽略。为建立更好的数值模型，需要对纤维进行更细致的表征。本文报道一种基于原子力显微镜的方法，用于沿纤维绘制这些性质的图谱。通过沿纤维轴的静态胶体探针 AFM 测量对纤维进行力学表征，从而可提取各加载点的接触应力与应变，并获得沿纤维的应力-应变曲线。此外，还可绘制粘附或耗散等力学性质的图谱。利用共聚焦激光扫描显微镜记录沿纤维的非均匀溶胀行为。扫描电子显微镜测量揭示了局部宏观原纤取向，并提供了纤维形貌概览。结合这些数据，可识别沿纤维具有较高粘附、耗散、弯曲能力和应变，或在相对湿度升高时接触应力存在差异的区域。该组合方法可让人获得单根纤维力学性能的详细图像。
引用
@article{arxiv.2012.10207,
title = {Mapping Humidity-dependent Mechanical Properties of a Single Cellulose Fibre},
author = {Julia Auernhammer and Tom Keil and Binbin Lin and Jan-Lukas Schäfer and Bai-Xiang Xu and Markus Biesalski and Robert W. Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.10207},
year = {2020}
}