重浮力弹性薄膜的压缩
软凝聚态物质
2020-08-11 v2
摘要
我们研究了薄膜密度对液-流体界面处弹性薄膜单轴压缩的影响。通过实验与理论相结合，我们表明随着压缩量的增加，致密薄膜先起皱后折叠，这与忽略薄膜密度时的报道相似。然而，我们重点研究了薄膜自身重量引起的折叠形状变化，并扩展了Diamant和Witten [Phys.Rev.Lett. 2011, 107, 164302, arXiv:1107.5505] 的模型以理解这些变化。具体而言，我们认为是薄膜的重量打破了先前模型中显而易见但实验中难以捕捉的上下对称性。随后，我们将薄膜压缩至自接触点之后，并观察到依赖于薄膜密度的新行为：起皱后形成的单一折叠在自接触后转变为闭环，包裹住上层流体的柱状液滴。随着压缩量的增加，被包裹的液滴会导致环向上弯曲或向下沉陷，具体取决于液滴-薄膜组合的相对浮力。我们提出了一个模型来定性解释这一行为。最后，我们讨论了先前理论研究中预测的不同屈曲模式的相关性，并强调了表面张力在侧视观察到的折叠形状中的重要作用——这一方面在理论分析中通常被忽略。
引用
@article{arxiv.1609.03366,
title = {The compression of a heavy floating elastic film},
author = {Etienne Jambon-Puillet and Dominic Vella and Suzie Protière},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.03366},
year = {2020}
}
备注
16 pages, including Supplementary Information. Approximately the published version