Phương pháp đơn giản để đo các thuộc tính lý học của bề mặt mềm bằng tiếp xúc vi kim

The European Physical Journal E - Tập 45 - Trang 1-6 - 2022
Tadashi Kajiya1, Daisuke Sawai1, Koji Miyata1, Yosuke Miyashita1, Hiroyuki Noda1
1Analysis Technology Center, Fujifilm Corporation, Minamiashigara, Japan

Tóm tắt

Chúng tôi đã phát triển một phương pháp đơn giản để nghiên cứu các thuộc tính lưu biến của các bề mặt mềm, chẳng hạn như chất lỏng polymer và huyền phù keo, bằng cách ghi lại hình ảnh của một kim vi mô kim loại được đưa vào bề mặt. Tại điểm tiếp xúc, một biến dạng giống như meniscus được hình thành trên bề mặt. Bằng cách liên hệ hình dạng của biến dạng với sự cân bằng của các lực tác dụng, độ đàn hồi và độ nhớt cục bộ ngay bên trong bề mặt được xác định. Với một thiết lập đơn giản và quy trình đo lường nhanh, phương pháp hiện tại có thể được áp dụng cho nhiều hệ thống khác nhau, chẳng hạn như các giọt tĩnh khô và thể tích nhỏ của chất lỏng bị hạn chế trong ống mao.

Từ khóa

#lưu biến #bề mặt mềm #kim vi mô #độ đàn hồi #độ nhớt #giọt tĩnh

Tài liệu tham khảo

A.F. Routh, Rep. Prog. Phys. 76, 046603 (2013) D.E. Bornside, C.W. Macosko, L.E. Scriven, J. Appl. Phys. 66, 5185 (1989) M.E. Knipschildt, G.G. Andersen, Robinson: modern dairy technology (Springer, Boston, 1994), p.159 P. Coussot, Rheometry of pastes, suspensions, and granular materials (Wiley, New Jersey, 2005), p.185 P. Coussot, Eur. Phys. J. B 15, 557 (2000) P.-G. de Gennes, Eur. Phys. J. E 7, 31 (2002) L. Daubersies, J.-B. Salmon, Phys. Rev. E 84, 031406 (2011) E. Keita, P. Faure, S. Rodts, P. Coussot, Phys. Rev. E 87, 062303 (2013) M. Okada, Y. Sumino, H. Ito, H. Kitahata, Phys. Rev. E 102, 042603 (2020) Y. Sumino, H. Kitahata, H. Seto, S. Nakata, K. Yoshikawa, J. Phys. Chem. B 113, 15709 (2009) T. Okuzono, K. Ozawa, M. Doi, Phys. Rev. Lett. 97, 136103 (2006) L. Pauchard, C. Allain, Eurphys. Lett. 62, 897 (2003) T. Kajiya, E. Nishitani, T. Yamaue, M. Doi, Phys. Rev. E 73, 011601 (2006) F. Boulogne, F. Giorgiutti-Dauphiné, L. Pauchard, Soft Matter 9, 750 (2013) S. Arai, M. Doi, Eur. Phys. J. E 36, 63 (2013) S. Mitani, K. Sakai, AIP Conf. Proc. 1027, 1153 (2008) Y. Yoshitake, S. Mitani, K. Sakai, K. Takagi, Phys. Rev. E 78, 041405 (2008) Y. Shimokawa, T. Kajiya, K. Sakai, M. Doi, Phys. Rev. E 84, 051803 (2011) R. Wunenburger, A. Casner, J.-P. Delville, Phys. Rev. E 73, 036315 (2006) M.T. Valentine, P.D. Kaplan, D. Thota, J.C. Crocker, T. Gisler, R.K. Prud’homme, M. Beck, D.A. Weitz, Phys. Rev. E 64, 061506 (2001) C. van der Wel, D.J. Kraft, J. Phys. Condens. Matter 29, 044001 (2017) E.M. Furst, T.M. Squires, Microrheology (Oxford, New York, 2017), p.198 T. Narita, K. Mayumi, G. Ducouret, P. Hébraud, Macromolecules 46, 4174 (2013) X. Xiong, S. Guo, Z. Xu, P. Sheng, P. Tong, Phys. Rev. E 80, 061604 (2009) J.D. de Baubigny, M. Benzaquen, L. Fabié, M. Delmas, J.-P. Aimé, M. Legros, T. Ondarçuhu, Langmuir 31, 9790 (2015) J.T. Pham, F. Schellenberger, M. Kappl, H.-J. Butt, Phys. Rev. Mater. 1, 015602 (2017) K. Guevorkian, M.-J. Colbert, M. Durth, S. Dufour, F.B. Wyart, Phys. Rev. Lett. 104, 218101 (2010) N.R. Chevalier, Ph. Dantan, E. Gazquez, A.J.M. Cornelissen, V. Fleury, Eur. Phys. J. E 39, 10 (2016) B. Andreotti, O. Bäumchen, F. Boulogne, K.E. Daniels, E.R. Dufresne, H. Perrin, T. Salez, J.H. Snoeijer, R.W. Style, Soft Matter 12, 2993 (2016) M.E.R. Shanahan, J. Phys. D: Appl. Phys. 20, 945 (1987) R.W. Style, C. Hyland, R. Boltyanskiy, J.S. Wettlaufer, E.R. Dufresne, Nat. Commun. 4, 2728 (2013) L. Dorogin, B.N.J. Persson, Soft Matter 14, 1142 (2018) L. Limat, Eur. Phys. J. E 35, 134 (2012) C. Clanet, D. Quéré, J. Fluid Mech. 460, 131 (2002) M.-J. Vega, D. Seveno, G. Lemaur, M.-H. Adão, J. De Coninck, Langmuir 21, 9584 (2005) P.-G. de Gennes, F.B. Wyart, D. Quéré, Capillarity and wetting phenomena (Springer, New York, 2004), p.107 E.W. Washburn, Phys. Rev. 17, 273 (1921) C. Monteux, A. Tay, T. Narita, Y. de Wilde, F. Lequeux, Soft Matter 5, 3713 (2009) C. Arnold, F. Thalmann, C. Marques, P. Marie, Y. Holl, J. Phys. Chem. B 114, 9135 (2010) J.H. Snoeijer, A. Pandey, M.A. Herrada, J. Eggers, Proc. R. Soc. A 476, 20200419 (2020)