磁性凝胶微观结构转变与宏观力学性能的分子动力学模拟
软凝聚态物质
2024-03-21 v1
摘要
在交联聚合物网络中嵌入微/纳米级磁性颗粒的磁性凝胶，可通过外部磁场驱动，其内部微观结构和宏观力学性能随之改变。我们通过粗粒化分子动力学模拟研究了此类磁性凝胶对外部磁场的响应。我们发现，磁性颗粒的动力学由磁偶极-偶极相互作用、聚合物弹性和热涨落之间的相互竞争决定。磁性颗粒形成的相应微观结构（如拉长的链）可由外部磁场控制。此外，磁性凝胶可表现出增强的宏观力学性能，当形成磁链时，其弹性模量随颗粒磁矩以的形式呈幂律增加。本模拟工作不仅可作为研究磁性凝胶微观和宏观响应的工具，也有助于未来制造和实际控制具有所需物理性质的磁性复合材料。
引用
@article{arxiv.2403.13481,
title = {Molecular Dynamics Simulations of Microscopic Structural Transition and Macroscopic Mechanical Properties of Magnetic Gels},
author = {Xuefeng Wei and Gaspard Junot and Ramin Golestanian and Xin Zhou and Yanting Wang and Pietro Tierno and Fanlong Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.13481},
year = {2024}
}