科学家探索胶体悬浮液的弹性

实验表明,在适当的条件下,胶体悬浮液的弹性将在某个值达到峰值,这取决于施加到材料上的变形和其固体颗粒之间的吸引力的强度。

胶体材料(微小的固体颗粒悬浮在流体中)的行为很大程度上取决于颗粒之间的相互作用。法国斯特拉斯堡大学PascalHébraud领导的团队通过在《欧洲物理杂志E》上发表的新研究表明,在某些条件下,受到振荡流影响的二氧化硅基胶体的弹性将在某个值处达到峰值。

他们的发现可能会改进操纵胶体材料行为的技术,这些技术可广泛应用于材料科学、食品技术、建筑和纳米技术等领域。

当悬浮的胶体颗粒堆积到适当的密度时,它们可以形成接触颗粒的网络,从而在整个材料中传递力。随着物质流动,越来越多的颗粒将聚集到这些网络中,使它们承受越来越大的压力。

最终,这可能导致粒子重新排列成新的网络,其最终结构是粒子之间的吸引力与将它们分开的力之间的竞争的结果。当胶体悬浮液连续流动时,这些网络会不断破裂和重新排列,但当流动中引入小振荡时,这种情况可能会发生变化。

通过一系列实验,Hébraud的团队向盐溶液中的二氧化硅颗粒悬浮液引入了温和的振荡流。他们发现,粒子吸引力和破碎之间的竞争导致材料的弹性随着时间的推移而变化,但也会在某个值达到峰值。该峰的位置取决于施加在材料上的变形和二氧化硅颗粒之间的吸引力——团队通过改变溶液的盐度来改变吸引力。Hébraud和同事现在的目标是开发新的数学定律来描述他们的观察结果。

如果实现的话,这最终可以帮助研究人员进一步提高胶体悬浮液的能力。