胶体凝胶的非线性力学：蠕变、疲劳与剪切诱导屈服
软凝聚态物质
2020-11-16 v1
摘要
胶体凝胶由悬浮于液体中的吸引性粒子（尺寸从 10~nm 到几微米不等）聚集形成。这类凝胶在日常生活应用中无处不在，从食品到涂料或建筑材料，尤其得益于其易于“屈服”的能力，即在微弱外部载荷下由固态转变为液态。因此，理解并控制胶体凝胶的力学响应至关重要。然而，取决于体系的具体细节，所生成的凝胶网络呈现不同的微观结构组织，可能导致差异极大的力学响应。这在充分表征屈服行为及揭示胶体凝胶非线性响应机制方面提出了重要挑战。本文中，我们区分两类胶体凝胶：分别表现为可逆屈服（载荷释放后凝胶网络重新形成）与不可逆屈服（网络通过断裂和相分离被完全破坏）。这一宽泛的经验区分通过流变学及介于网络特征尺寸与样品尺寸之间的介观尺度局部实验实现。我们进一步讨论如何将蠕变与疲劳实验导出的可观测量建模以预测屈服，并指出该领域的开放问题与未来研究方向。
引用
@article{arxiv.2011.06921,
title = {Nonlinear mechanics of colloidal gels: creep, fatigue and shear-induced yielding},
author = {Thomas Gibaud and Thibaut Divoux and Sébastien Manneville},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06921},
year = {2020}
}