软弹性固体的表面张力与接触
软凝聚态物质
2015-06-16 v2
摘要
Johnson-Kendall-Robert (JKR) 理论是现代接触力学的基础。它描述了两个可变形物体如何在粘附能的驱动下并结合弹性的抵抗而相互粘附。然而，它未包含固体表面张力，后者通过使软固体表面趋于平坦而同样抵抗粘附。我们测试了 JKR 理论，以观察固体表面张力是否影响压痕行为。利用共聚焦显微镜，我们表征了玻璃颗粒压入软硅酮基底的过程。虽然 JKR 理论适用于大于临界弹性毛细长度尺度的颗粒，但对于较小颗粒则失效。相反，小颗粒的粘附模仿了颗粒在流体界面的吸附，未变形表面与颗粒之间的接触角与尺寸无关，并由广义版本的 Young 定律给出。一个简单的理论定量地捕捉到了这种行为，并解释了在小尺度压痕软材料时固体表面张力如何主导弹性效应。
引用
@article{arxiv.1308.1934,
title = {Surface tension and contact with soft elastic solids},
author = {Robert W. Style and Callen Hyland and Rostislav Boltyanskiy and John S. Wettlaufer and Eric R. Dufresne},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.1934},
year = {2015}
}
备注
6 pages, 5 figures