统一物理理论解释了材料如何从固体转变为液体
旨在统一定义从固体到液体的材料的物理学的研究人员多年的精心实验已经得到了回报。研究人员说,一个新的理论模型可以帮助开发新的合成材料,并为土木工程和环境挑战提供信息和预测,如泥石流、水坝破裂和雪崩。
蜗牛脚底的粘液层是软性材料的一个例子,它对压力的屈服程度达到一定程度,然后会流动。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员在一项新的研究中简化了这一行为,这就是帮助蜗牛移动而不出现不方便的滑动的原因,与许多其他天然和合成材料类似,从泥巴到使牙膏在挤压时流动的添加剂。
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。
"传统上,屈服应力流体的行为被定义为试图结合两种不同类型的材料的物理学:固体和液体,"主要作者库塔斯·卡曼尼说,他是伊利诺伊大学的化学和生物分子工程研究生。"但是现在,我们已经表明,这些物理状态--固体和液体--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解释它。"
牙膏在被挤压的时候会流动,这使得它被研究人员称为产量-应力流体。
为了开发这个模型,该团队进行了大量的研究,使各种不同的软质材料承受压力,同时用一种叫做流变仪的设备测量各个类似固体和液体的应变反应。
罗杰斯说:"我们能够观察到一种材料的行为,并看到固态和液态之间的连续过渡,"他也是伊利诺伊大学贝克曼先进科学技术研究所的一名成员。"传统的模型都描述了从固体到液体的行为的突然变化,但是我们能够解决两种不同的行为,反映了通过固体和液体机制的能量耗散。"
该研究报告称,这一发展给研究人员提供了一个简单的模型,使其更容易进行大规模的计算,如模拟和预测泥石流和雪崩等灾难性事件所需的计算。
"现有的模型在计算上很昂贵,研究人员需要在数字上挣扎,以使计算尽可能地准确,"罗杰斯说。"我们的模型很简单,而且更准确,我们已经通过许多概念验证实验证明了这一点。"
研究人员说,对于那些调查地球物理流动、废物修复以及新材料开发、3D打印和废物运输成本最小化等工业过程的人来说,流体的复杂产量-应力研究是一个热门话题。"我们的模型定义了一个固体到液体行为的基本例子,但我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。"
【来源:cnBeta.COM】
光量子流体揭示了凝聚态物理学中的奇异物质波态来自Skoltech和英国南安普顿大学的研究人员使用全光学方法创建了一个人工晶格,其节点容纳了极子半导体中半光半物质激发的准粒子。这种所谓的Lieb晶格,通常在自然界中不会出现,使
NSIDC数据北极海冰创下自2014年以来的最低值SCITechDaily报道称2021年9月16日,北极海冰缩到了十五年来的最低值mdashmdash至472万平方公里(182万平方英里)mdashmdash在最近43年的卫星记
研究发现扭曲的材料同时具有导热和隔热的作用管理热量是电子和工程领域的一个主要挑战,通常是用传导或隔绝热量的材料来控制的。现在,一种新材料模糊了这一界限,它在一个方向上阻挡热量,但在另一个方向上传导热量。电子设备发热是影响系
消息称NASA不会在2022年前首次发射SLS火箭早些时候,一位NASA管理人员表示,太空发射系统(SLS)尚未敲定首次发射的日期,但预计会是2022年初。9月30日,BobCabana又在马里兰州参加太空商业圆桌网络研讨会期间表
天文美图哈勃捕捉到离地球1亿光年的危险舞蹈本周NASA天文美图展示的是两个相互作用的星系,它们交织在一起,有一个共同的名字Arp91。这套有趣的星系舞蹈发生在距离地球1亿光年的地方,被NASAESA的哈勃太空望远镜捕捉到。
NASA双小行星重定向测试任务将于11月发射美国宇航局(NASA)已经确认了其行星防御测试任务双小行星重定向测试(DART)的发射日期,这基本上是电影世界末日(Armageddon)的模拟。与电影不同的是,这将不涉及核弹石油
生物工程学家创造了一种自供电的生物电子装置加州大学洛杉矶分校的生物工程师们创造了一种柔软和灵活的自供电生物电子装置。这种灵活的装置可以从身体运动中创造出它所需要的动力,包括从肘部的弯曲到手腕上的脉搏所产生的运动。项目研究人
研究发现大量微塑料消失在一个神秘海洋水槽的原因据外媒报道,对于全球的自然生态系统来说,塑料是一个日益严重的问题,特别是对于我们的海洋和淡水环境。河流是塑料污染的主要来源,因为据估计,由于陆上废物管理不善,河流每年向我们的海洋输
新研究揭示了阿片类药物与肠道炎症之间的直接联系在近日发表于免疫学前沿杂志上的一篇文章中,日本科学家团队介绍了一项有趣的临床前研究,即靶向肠道中的阿片受体或是治疗炎症性肠病的一种新方法。据悉,该研究建立于表明阿片类药物与免疫细胞
科学家们从自然界发现了将硫磺装入复杂分子的新方法一组被称为过硫化物的高活性化合物引起了生物化学家的极大好奇,因为它们在自然界中的作用,以及它们如何与蛋白质相互作用以改变其结构和功能,影响健康衰老和疾病过程。然而,由于这种化学品的
一颗巨大的彗星最初被误认为是一颗矮行星天文学家认为他们可能已经发现了历史上最大的彗星。这颗巨大的彗星以其发现者的名字命名为BernardinelliBernstein。它是如此巨大,以至于在最初发现时,天文学家误以为它