粘弹性座滴振荡动力学中的流变学见解

本研究探讨了放置在疏水基底上的座滴在不同频率和振幅的垂直振动下的振荡行为。我们检查了牛顿流体和粘弹性液滴的响应。对于粘弹性样品，采用图像分析技术将液滴动力学与材料的流变性质相关联。总体而言，我们证明了这种基于液滴的方法允许在传统流变仪难以达到的频率下进行振荡剪切实验。结果表明，液滴响应的基本特征可以通过两个特征时间尺度的比率来解释：内部聚合物松弛时间($t_{p}$)和外部强迫时间尺度($1/f$)。该比率定义了德博拉数($De$)。当两个时间尺度相当($De \approx 1$)时，粘性耗散占主导，这在李萨如曲线和液滴轮廓中观察到。在非常低的德博拉数($De \ll 1$)下，液滴表现得像牛顿流体(在液滴固有频率附近有峰值)，而在高德博拉数($De \gg 1$)下，它表现出弹性响应。此外，我们表明增加施加的变形将系统驱动到非线性粘弹性区域。在该区域，与传统流变学测量不同，我们观察到液滴响应中存在$偶$和$奇$谐波。这归因于液滴设置固有的几何不对称性，它打破了标准流变技术中通常存在的对称假设。