受限炭黑凝胶的剪切诱导结构化：涡度对齐絮凝体的稳态特征

已知多种吸引性颗粒分散体在受限几何结构中受剪切时会聚集成涡度对齐条纹图案。我们通过直接观察简单平面剪切和旋转剪切池中的炭黑凝胶，对这种剪切诱导的涡度对齐现象进行了详尽的实验研究。系统性地改变了间隙宽度、应变率和凝胶浓度等控制参数。结果表明，在稳态下，条纹图案的波长与间隙宽度 $h$ 呈线性关系，而对凝胶浓度 $C$ 和剪切速率 $\gp$ 均不敏感。涡度对齐絮凝体的宽度与间隙宽度一致，并且也独立于 $C$ 和 $\gp$，这暗示了一个基于可压缩圆柱形絮凝体的简单图像。最后，我们证明存在一个临界剪切速率 $\gp_c$，超过该速率则不会发生结构化，并且 $\gp_c$ 按 $h^{-\alpha}$ 标度，其中 $\alpha=1.4\pm 0.1$，与 $C$ 无关。这一广泛的数据集应为吸引性胶体系统中涡度对齐现象的定量建模开辟道路。