纤维素纳米晶凝胶中的慢动力学与时间-组分叠加
软凝聚态物质
2024-01-11 v1
摘要
纤维素纳米晶（CNCs）是棒状生物源胶体粒子，用作日益增多的具有创新力学或光学性质材料的关键构筑基元。虽然 CNCs 在纯水中低体积分数下形成稳定悬浮液，但在盐存在下会聚集并形成具有时间依赖性质的胶体凝胶。在此，我们研究盐浓度对 CNC 凝胶在使样品完全流化的高剪切流停止后的慢老化动力学的影响。我们表明盐含量越高，流动停止后弹性的恢复越快。尤为显著的是，弹性模量 服从时间-组分叠加原理： 的时间演化可被重新标度到一条跨越 13 个时间数量级的普适 S 形主曲线上，适用于宽泛的盐浓度范围。该重新标度通过随时间平移因子获得，该因子随盐浓度增加呈陡峭幂律衰减，直至在大盐含量下饱和。这些发现对盐种类与 CNC 含量的改变均稳健。我们进一步表明，不同组分 CNC 凝胶的线性与非线性流变性质，包括例如黏弹性谱的频率依赖性与屈服应变，均可基于沿一般主曲线的样品龄期重新标度。我们的结果为 CNC 凝胶老化动力学的普适性提供了有力证据，并呼吁在恢复过程中进行微观结构研究以及对棒状胶体中时间-组分叠加的理论建模。
引用
@article{arxiv.2201.07506,
title = {Slow dynamics and time-composition superposition in gels of cellulose nanocrystals},
author = {Lise Morlet-Decarnin and Thibaut Divoux and Sebastien Manneville},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.07506},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 5 figures and 6 supplemental figures