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《物理评论快报》:物理理论定义材料如何从固体转变为液体

前瞻网    2021-10-04 17:33

 

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研究人员一直致力于统一定义从固体变为液体的材料物理学,如今他们通过实验终于有所收获。一个新的理论模型可以帮助开发新的合成材料,为土木工程和环境问题提供信息和预测,如泥石流、水坝破裂和雪崩。

由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校化学和生物分子工程教授西蒙·罗杰斯领导的这项研究公布了一个统一的数学表达式,它定义了软而坚硬的材料在超过其特定的应力阈值时如何从固体过渡到液体流动。该研究结果发表在《物理评论快报》杂志上。

研究人员说:“传统屈服应力流体的行为被定义为试图结合两种不同类型材料的物理学,这两种材料即固体和液体。但现在的研究表明,固体和液体的物理状态可以在同一材料中共同存在,而且我们可以用一个数学表达式来对此做出解释。”

为了开发这个模型,该团队进行了大量的实验,同时使用流变仪来测量类似固体和液体的反应。研究观察到固态和液态之间的连续过渡行为。

对于那些调查地球物理学流体、新材料开发和3D打印等工业过程的人来说,流体力学中的应力一直是一个热门话题。该模型定义了从固体变为液体的行为,科学家认为它将作为一个跳板,让研究人员在定义更复杂的屈服应力流体现象方面取得重大进展。

该研究论文题为'Unification of the Rheological Physics of Yield Stress Fluids',已发表在《物理评论快报》期刊上。

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责任编辑: 4150ZYN

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