ShearView：一种用于集成式 rheo-显微成像的应变-应力可控紧凑型粘弹性测量仪
软凝聚态物质
2026-01-21 v1 材料科学
摘要
我们 presented ShearView, 这是一个紧凑型、高性价比且开源的粘弹性测量仪, 能够实现应变-应力可控的振荡剪切实验, 同时完全兼容高分辨率光学显微成像。该设备采用透明和模块化设计, 集成机械简单结构、双反馈控制, 以及粘弹性与光学数据的实时同步, 从而能够在广泛的软物质系统范围内, 同时探讨宏观机械响应与微观结构动力学。ShearView 主要由零售组件构成, 通过定制 LabVIEW 软件进行操作。校准程序和反馈算法允许对线性和非线性 régime 中的任意应力或应变波形进行准确施加。我们将该仪器与商业粘弹性测量仪 (Anton Paar MCR 702e) 进行验证, 在所测试的材料和频率范围内, 频率扫描在线性粘弹性 régime 和大幅度振荡剪切中表现出优异一致性。此外, 我们实现了非标准粘弹性协议, 如啁啾振荡和恢复粘弹性。我们进一步通过在回声和剪切停止协议期间的同步成像, 展示了该系统的功能, 突显了其将 bulk 粘弹性响应与底层微观动力学相联系的潜力。所有硬件设计、控制软件和示例数据集均可免费获取, 以便促进复用、定制和教育部署。
引用
@article{arxiv.2508.08951,
title = {ShearView: A Compact Stress- and Strain-Controlled Rheometer for Integrated Rheo-microscopy},
author = {Nikolaos Kalafatakis and Roberto Cerbino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.08951},
year = {2026}
}
备注
Main text (16 pages) + Supplementary Material (12 pages)