Role of Composition on Mesostructure-Flow Interaction and Rheology of Particle Laden Interfaces
成分对细观结构-流动相互作用和颗粒负载界面流变学的作用
基本信息
- 批准号:1437710
- 负责人:
- 金额:$ 29.49万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-09-01 至 2018-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
CBET-1437710The physical properties of suspensions such as emulsions and foams can be strongly affected by the presence of small particles that adsorb onto liquid-liquid or liquid-gas interfaces. This project will explore how the presence of adsorbed particles, their composition, and the arrangements they can take on an interface, which is called their mesostructure, can influence the rheology of the interface. An interfacial rheometer has been developed for this study, which will allow investigators to measure characteristics of the interface and simultaneously observe particles at the interface. The results will be used to determine the role of mesostructures on interfacial rheology. This relationship between structure and rheology is important, because many manufacturing chemical processes found in consumer cosmetics, food products, drug delivery applications, and enhanced oil recovery use emulsions that have particle-laden or particle-covered interfaces. The information gathered in this project will be useful to scientists and engineers who formulate such products and design large-scale processes to manufacture them. The investigators will use results from the project to develop a series of informative and engaging modules that can be used by instructors to teach fluid dynamics principles to university and middle-school students.The mesostructure in particle-laden interfaces are affected by interparticle forces, which depend on composition. The mesostructure resists flow-induced deformation, resulting in an interfacial viscoelasticity. The nature of particle interactions on an interface differs from that in the bulk, primarily because of an anisotropic capillary attraction between interfacial particles. Using the interfacial rheometer, investigators will characterize the role of composition on the equilibrium mesostructure of particle-laden interfaces, characterize the role of composition on the rheology and mesostructure of deforming interfaces, and relate changes in composition such as particle surface concentration, particle size and polydispersity, and surfactant concentration to interparticle forces and viscous forces. Viscoelasticity of such interfaces affects dynamical behavior of emulsions, including drop deformation, coalescence and breakup. Understanding the relationship between composition and rheology will allow practitioners to tailor interfaces and engineer materials with desired properties.
CBET-1437710悬浮液(例如乳液和泡沫)的物理特性可能会受到吸附到液体液体或液态气体接口上的小颗粒的存在。 该项目将探讨吸附粒子的存在,它们的组成以及它们可以在界面上采用的布置如何(称为其介质结构)会影响界面的流变学。 为这项研究开发了一个界面的流变仪,这将使研究人员能够测量界面的特征,并同时观察界面处的颗粒。 结果将用于确定介质结构对界面流变学的作用。 结构与流变学之间的这种关系很重要,因为许多在消费者化妆品,食品,药物输送应用中发现的制造化学过程以及增强的石油回收使用使用具有颗粒或颗粒覆盖的界面的乳液。 该项目收集的信息将对制定此类产品和设计大规模工艺制造的科学家和工程师有用。 研究人员将使用该项目的结果来开发一系列信息丰富且引人入胜的模块,这些模块可以被讲师使用,以向大学和中学生教授流体动力学原理。包含粒子界面的介质受植物内部粒子力的影响,依赖组成。 介质结构可抵抗流动诱导的变形,从而导致界面粘弹性。界面上粒子相互作用的性质与整体中的粒子相互作用不同,这主要是由于界面颗粒之间的各向异性毛细管吸引力。 使用界面的流变仪,研究人员将表征组成在载有颗粒界面界面的平衡介质结构上的作用,表征组成在变形界面的流变学和介体结构上的作用,并将粒子浓度,粒度和多层的浓度以及诸如表面浓度,粒度和多型浓度与互动效应和互动式和互动的组合物相关联。 此类接口的粘弹性会影响乳液的动态行为,包括滴剂变形,合并和破裂。 了解组成与流变学之间的关系将使从业人员可以量身定制具有所需特性的界面和工程材料。
项目成果
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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
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