软颗粒凝胶的隐藏层级本性

软颗粒凝胶包括可食用、可挤压或可3D打印的材料。从食品到生物墨水再到水化水泥，这些凝胶由少量颗粒物质（蛋白质、聚合物、胶体粒子或各种来源的团聚体）嵌入连续流体相中构成。固体组分组装形成多孔基质，尽管是少数组分，却提供刚性并控制力学响应。流变响应和凝胶弹性是颗粒体积分数$\phi$的直接函数：然而，实验报道的不同函数依赖关系多样，迄今挑战了识别普适标度律的努力。本文揭示了一种控制粘弹性谱、并与固体基质拓扑空间异质性相关的分形元隐藏层级组织。这些分形元构成粘弹性主曲线的基石，我们利用模型凝胶的大规模3D微观模拟构建了该曲线，并可在一定颗粒体积分数和凝胶化速率范围内由递归流变阶梯模型描述。分形元的层级提供了预测这些 ubiquitous 复杂材料的凝胶弹性与粘弹性响应所需的缺失普适框架。