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无热弹性网络中的法向应力各向异性与边际稳定性

软凝聚态物质 2019-05-13 v4 生物物理

摘要

诸如胶原蛋白等半柔性生物聚合物的水凝胶已被证明在剪切应变下发生轴向收缩,这与大多数弹性材料所观察到的轴向膨胀相反。近期研究表明,这种行为可从水凝胶的多孔、双组分性质及其由此导致的时间依赖性可压缩性来理解。扭转流变仪测得的表观法向应力仅反映长(可压缩)时间尺度上轴向分量 σzz\sigma_{zz} 的拉伸贡献,并在短(不可压缩)时间尺度上跨越到第一法向应力差 N1=σxxσzzN_1 = \sigma_{xx}-\sigma_{zz}。尽管对于经历仿射剪切变形的各向同性粘弹性材料,N1N_1 的行为已被充分理解,但生物聚合物网络通常是各向异性的且发生非仿射变形。在此,我们数值研究了亚等静、无热半柔性聚合物网络在剪切下产生的法向应力。我们表明此类系统表现出对仿射行为的强烈偏离,且这些异常由作为应变函数的刚性转变所控制。

关键词

引用

@article{arxiv.1711.00522,
  title  = {Normal stress anisotropy and marginal stability in athermal elastic networks},
  author = {Jordan Shivers and Jingchen Feng and Abhinav Sharma and Fred C. MacKintosh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1711.00522},
  year   = {2019}
}