当球形或近球形颗粒的悬浮液通过收缩时,颗粒体积分数会保持不变或减小。与这些颗粒悬浮液相比,近日来自普林斯顿大学机械与航空航天工程系的Howard A. Stone等人观察到纠缠的纤维悬浮液在通过收缩后体积分数增加了14倍。
文章要点:
1) 该研究将这种反应归因于纤维之间的缠结,这种缠结使得网络比液体移动得更快,通过改变纤维几何形状,研究还发现缠结源自互锁形状或高纤维柔性;
2) 此外,定量孔隙弹性模型成功解释了速度和挤出物体积分数的增加,这些结果提供了一种新的策略,即在交付过程中,利用纤维体积分数、柔韧性和形状来调整软材料的性质,例如悬浮液浓度和孔隙率(在医疗保健、三维打印和材料修复中常会出现的情况)。
参考资料:
Pan, Z., Nunes, J.K., Duprat, C. et al. Controlling extrudate volume fraction through poroelastic extrusion of entangled looped fibers. Nat Commun 14, 1242 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-36860-y
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36860-y