胶体凝胶因其流变性而被广泛应用于工业中--在屈服应力以下不会发生流动。这种特性使凝胶能够在实际配方中保持均匀分布;否则,如果没有凝胶基质的支持,固体成分可能会迅速沉淀。因此,与粘性胶体的纯凝胶相比,凝胶和非粘性夹杂的复合材料在现实中更常见。
近日,国科温州研究院Ryohei Seto,Yujie Jiang通过数值模拟,研究了这种二元复合材料的凝胶化过程。
文章要点
1)研究发现,非粘性颗粒不仅以有效体积分数的形式限制了凝胶的形成,而且还引入了另一个与凝胶中不断增长的团簇大小竞争的长度尺度。通常情况下,两个关键帧长度比例控制两种效果。
2)使用不同的凝胶模型,研究人员在大范围的参数空间内验证了这一情景,表明在所有类别的胶体复合材料中都具有潜在的普适性。
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Jiang, Y., Seto, R. Colloidal gelation with non-sticky particles. Nat Commun 14, 2773 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38461-1