预测软韧材料的断裂能与裂纹尖端场

包括弹性体和凝胶在内的软物质在生物系统和技术应用中无处不在。尽管已知软材料的内在断裂能相对较低，但内在断裂能如何与过程区中的力学耗散协同作用从而赋予软材料高断裂韧性尚不清晰。此外，预测软韧材料的断裂能及裂纹尖端应变场仍具挑战性。在此，我们报告一个标度理论，其解释了内在断裂能与耗散对软材料增韧的协同效应。接着我们发展了一个耦合内聚区与马林斯效应的模型，能够定量预测软韧材料的断裂能以及大变形下软材料裂纹尖端周围的应变场。该理论与模型通过大变形下软韧材料断裂实验得到定量验证。我们进一步提供了一幅通用增韧图，可指导新型软韧材料的设计。