机械约束水凝胶层的孔隙弹性压痕
软凝聚态物质
2017-08-28 v1
摘要
我们报道了与毫米尺度半径的刚性球形探针接触中几何约束的水凝胶薄膜的孔隙弹性压痕响应。采用硫醇-烯点击化学方法，将厚度小于 15 m 的聚(PEGMA)（聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯）、聚(DMA)（二甲基丙烯酰胺）和聚(NIPAM)（\textit{N}-异丙基丙烯酰胺）凝胶薄膜接枝到玻璃基底上。在恒定施加载荷下，使用干涉测量方法监测压痕深度随时间的变化，作为薄膜厚度和探针曲率半径的函数。此外，使用横向接触方法测量了压痕薄膜的剪切性能。对于聚(PEGMA)薄膜，我们表明孔隙弹性压痕行为可在受限接触几何极限内导出的近似接触模型框架内得到充分描述。该模型为特征孔隙弹性时间和平衡压痕深度提供了简单的标度律。相反，对于聚(DMA)和聚(NIPAM)薄膜，观察到了对该模型的偏离。从横向接触实验发现，这些偏离源于受限薄膜在刚性基底间被挤压排液所诱导的玻璃化转变（聚(DMA)）或相分离（聚(NIPAM)）现象导致的剪切性能强烈变化。
引用
@article{arxiv.1701.01380,
title = {Poroelastic indentation of mechanically confined hydrogel layers},
author = {Jessica Delavoipière and Emilie Verneuil and Yvette Tran and A. Chateauminois},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.01380},
year = {2017}
}