铁凝胶中弹性模量的结构控制及非仿射变形的重要性

磁性凝胶和弹性体最具吸引力的特性之一是其弹性模量可以通过施加外部磁场进行可逆调节。内部磁性颗粒分布对该效应的影响已在理论上被概述和分析。然而，在大多数情况下，研究仅局限于仿射样品变形，且常考虑规则的颗粒排列。在此，我们通过一种系统的极简偶极子 - 弹簧模型 (minimal dipole-spring model) 挑战了这两个主要简化假设。从不同的规则晶格出发，我们逐步考虑日益随机化的结构，直至最终研究取自真实实验样品的不规则织构。一方面，我们发现弹性可调性在定性上依赖于结构特性，此处是在二维空间维度下。另一方面，我们证明，随着颗粒分布变得越接近现实，仿射变形的假设会导致越来越错误的结果。理解建模过程中所作假设的后果，对于支持这些迷人材料的改进设计至关重要。