小尺度结构无序使分级结构软化
软凝聚态物质
2019-09-11 v1 生物物理
摘要
具有不同长度尺度上分明特征的分级结构材料在自然界与工程中无处不在。在许多情况下，某一结构层级可能有序而另一结构层级可能无序。本文中，我们研究结构无序对分级丝状结构力学性质的影响。通过对具有两个分级层级的网络进行模拟，我们表明无序并不改变刚度随平均配位数（每个节点的平均键数）在大、小长度尺度上的标度关系。然而，我们发现网络刚性与刚度强烈依赖于小长度尺度上无序的存在与否，而非大长度尺度。事实上，对于小尺度有序的完全连接网络所需的物质量，甚至不足以构成具有小尺度无序的临界刚性网络。我们将这些现象追溯至小尺度上最大平均配位数的差异。尽管单长度尺度有序与无序网络在内部与表面具有相似的平均配位数，我们发现无序强烈影响表面结构，导致小尺度上表面节点比例更大。虽然该效应随大尺度键变窄而增强，但即便对于宽大于长（即长宽比<1）的键，它依然持续。
引用
@article{arxiv.1909.04216,
title = {Structural disorder on small scales softens hierarchical structures},
author = {Jonathan Michel and Peter J. Yunker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.04216},
year = {2019}
}