利用Janus粒子调控载粒流体界面的流变学与微观结构
软凝聚态物质
2022-07-01 v2
摘要
假说：载粒流体界面是许多自然与工程系统的核心组分。理解此类界面的力学性质并改善其稳定性具有重要的实际意义。Janus粒子作为一类特殊的非均匀胶体，或可用作有效的表面活性 agent 以控制载粒流体界面的组装与界面流变学。实验：利用自行搭建的界面应力流变仪，我们探究了Janus粒子添加剂对载粒流体界面界面流变学与微观结构的影响。发现：我们发现，在聚苯乙烯（PS）胶体单层中掺入少量铂-聚苯乙烯（Pt-PS）Janus粒子（数量比1:40）可使表面模量提升一个数量级以上并增强弹性，从而大幅改善界面稳定性。界面流变学的这一剧烈变化与每个Janus粒子周围形成的局部粒子团簇相关。我们进一步通过考虑界面处的粒子间相互作用解释了局部粒子团簇的成因。我们的实验揭示了局部粒子结构对粒子单层宏观流变行为的影响，并展示了调控载粒流体界面微观结构与力学性质的新途径。
引用
@article{arxiv.2202.02288,
title = {Tuning the rheology and microstructure of particle-laden fluid interfaces with Janus particles},
author = {Yiming Qiao and Xiaolei Ma and Zhengyang Liu and Michael A. Manno and Nathan C. Keim and Xiang Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02288},
year = {2022}
}