聚合物网络对刚性球体运动的响应

鉴于近期的微流变学实验，我们重新考察了刚性球体在稀聚合物网络内振荡的问题。网络及其溶剂采用双流体模型进行处理。我们表明，介质的动力学可以分解为两个独立的不可压缩流动。第一个流动在大距离处占主导地位并遵循 Stokes 方程，对应于两个组分作为整体的集体流动。另一个流动控制着中等距离范围内的动力学并遵循 Brinkman 方程，描述了网络与溶剂之间的相对流动。这两个区域之间的交叉发生在动态长度尺度上，该尺度远大于网络的网孔尺寸。分析侧重于介质响应的空间结构以及动态交叉长度所起的作用。我们考察了球体表面的不同边界条件。结果表明，大距离处的集体流动与边界条件和网络压缩性无关，从而确立了两点微流变学在大分离距离下的鲁棒性。符合纠缠 F-actin 网络中惰性球体实验结果的边界条件是自由网络条件，即网络不与球体直接相互作用。我们推导了闭式表达式和标度关系，使得能够从单点和两点微流变学的组合中提取材料参数。最后，我们讨论了双流体模型的一个基本缺陷，并提出了一种在分析微流变学数据时规避该缺陷的方法。