弹性体断裂过程中共价键断裂的量化与映射
软凝聚态物质
2021-01-04 v1 化学物理
摘要
许多新型柔软而坚韧的橡胶材料近来被发现，且柔性假肢、可拉伸电极或软体机器人等新应用不断涌现。然而，由于我们从根本上无法将断裂路径上化学键的不可逆断裂与内部分子摩擦耗散区分开，这些材料损伤与断裂的可信多尺度定量图像仍未建立。在此，通过结合新型荧光活化机械化学与定量共聚焦显微镜映射，我们揭示了弹性体断裂时有多少以及何处发生了共价键断裂。我们的测量显示，裂纹平面附近的键断裂可弥散至数百微米，并随温度和拉伸速率增加达 100 倍，表明依赖于应变率的黏性耗散与依赖于应变的不可逆网络断裂之间存在复杂耦合。这些发现描绘了软材料断裂的全新图像，其中共价键断裂耗散的能量占总体断裂能量的比例远大于此前认为。我们的结果开创了灵敏、定量且空间分辨的键断裂检测，以评估多种软材料及其应用中的材料损伤。
引用
@article{arxiv.2006.09468,
title = {Quantifying and mapping covalent bond scission during elastomer fracture},
author = {Juliette Slootman and Victoria Waltz and C. Joshua Yeh and Christoph Baumann and Robert Göst and Jean Comtet and Costantino Creton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09468},
year = {2021}
}