重构凝胶网络中协同过程的微观图像

胶体凝胶网络是无序弹性固体，即使在极稀的颗粒悬浮液中也能形成。由于相互作用强度与热能相当，其承载应力的网络可以通过断裂和重新形成颗粒间键进行局部重构。这使得在变形下能够产生屈服、自修复和自适应力学行为。设计这些特性需要控制应力通过凝胶复杂结构的传递，而这具有挑战性，因为局部重构与网络整体响应之间的联系仍然缺失。这里，我们使用动力学过程的空间分辨分析和模型凝胶的数值模拟来深入了解这种联系。我们表明，局部键断裂的后果沿着凝胶网络传播的距离大于平均网格尺寸。这提供了缺失的微观解释，说明为什么非局部本构关系对于合理化胶体凝胶的非平凡力学响应是必要的。