球形纳米颗粒分散体系中的剪切变稀与剪切增稠
软凝聚态物质
2020-07-15 v1
摘要
我们给出了刚性球形纳米颗粒在简单流体中流动的分子动力学研究。我们评估了分散体系的黏度作为剪切速率和纳米颗粒体积分数的函数。我们在低体积分数下观察到剪切变稀行为：随着剪切速率增加，剪切力克服布朗力，导致纳米颗粒之间更频繁且更剧烈的碰撞。这反过来导致更多的耗散。我们表明，为了处于剪切变稀 regime，纳米颗粒必须沿流动纵向有序排列成层以最小化碰撞。随着纳米颗粒体积分数增加，形成有序层的空间变小，因此随着剪切速率增加，纳米颗粒碰撞更多，这反过来导致剪切增稠。最有趣的是，我们表明在中等体积分数下体系呈现亚稳态，在同一轨迹上有序态与无序态交替出现。我们的结果表明，对于简单流体中的纳米颗粒，水动力聚集现象并不存在，相反，有序-无序转变是从剪切变稀到剪切增稠转变的主要机制。
引用
@article{arxiv.2003.10929,
title = {Shear thinning and thickening in spherical nanoparticle dispersions},
author = {Ekin Küçüksönmez and James Servantie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10929},
year = {2020}
}
备注
Submitted to Phys Rev E