The hidden hierarchical nature of soft particulate gels
The hidden hierarchical nature of soft particulate gels
复制标题
软颗粒凝胶隐藏的分层性质
DOI：
10.1038/s41567-023-01988-7
复制
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
19.6
通讯作者：
Del Gado, Emanuela
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bantawa, Minaspi;Keshavarz, Bavand;Geri, Michela;Bouzid, Mehdi;Divoux, Thibaut;McKinley, Gareth H.;Del Gado, Emanuela
软颗粒凝胶由分散在连续流体相中的少量颗粒物质组成。固体组分组装形成多孔基质，提供刚性和机械响应的控制，尽管是少数组分。流变学响应和凝胶弹性是颗粒体积分数的直接函数。然而，各种不同的功能依赖性实验报告的挑战，努力确定一般的标度律。在这里，我们揭示了一个隐藏的层次组织的分形元素，控制粘弹性光谱，这是与固体基质拓扑结构的空间异质性。的分形元素形成的粘弹性主曲线的基础上，构建使用大规模的三维（3D）微观模拟模型凝胶，这可以通过一个递归的流变梯形模型在一定范围内的颗粒体积分数和凝胶化速率。分形元素的层次结构提供了预测这些复杂材料的凝胶弹性和线性粘弹性响应所需的缺失的一般框架。
Soft particulate gels are composed of a small amount of particulate matter dispersed in a continuous fluid phase. The solid components assemble to form a porous matrix, providing rigidity and control of the mechanical response, despite being the minority constituent. The rheological response and gel elasticity are direct functions of the particle volume fraction. However, the diverse range of different functional dependencies reported experimentally has challenged efforts to identify general scaling laws. Here we reveal a hidden hierarchical organization of fractal elements that controls the viscoelastic spectrum, and which is associated with the spatial heterogeneity of the solid matrix topology. The fractal elements form the foundations of a viscoelastic master curve, constructed using large-scale three-dimensional (3D) microscopic simulations of model gels, which can be described by a recursive rheological ladder model over a range of particle volume fractions and gelation rates. The hierarchy of the fractal elements provides the missing general framework required to predict the gel elasticity and the linear viscoelastic response of these complex materials.
登录
查看更多内容
时间-连通性叠加和弱胶体凝胶的凝胶/玻璃二象性
DOI：
10.1073/pnas.2022339118
发表时间：
2021
期刊：
Proceedings of the National Academy of Sciences
影响因子：
--
作者：
B. Keshavarz;Donatien Gomes Rodrigues;J. Champenois;Matthew G. Frith;J. Ilavsky;M. Geri;T. Divoux;G. McKinley;A. Poulesquen
通讯作者：
A. Poulesquen
水浆中有吸引力的氧化铝颗粒网络的剪切模量和屈服应力测量
DOI：
--
发表时间：
1996
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Yanez;T. Shikata;F. Lange;D. S. Pearson
通讯作者：
D. S. Pearson
影响因子：
4.4
作者：
Laurati, M.;Petekidis, G.;Egelhaaf, S. U.
通讯作者：
Egelhaaf, S. U.
影响因子：
16.6
作者：
Kathryn A. Whitaker;Z. Varga;L. Hsiao;M. Solomon;J. Swan;E. Furst
通讯作者：
E. Furst
影响因子：
13.6
作者：
Tsurusawa, Hideyo;Leocmach, Mathieu;Tanaka, Hajime
通讯作者：
Tanaka, Hajime