Dinamik heterojenlik - Dynamical heterogeneity


Dinamik heterojenlik sıvı halden camsı duruma bir faz geçişi sırasında cam oluşturan malzemelerin davranışını açıklar. Dinamik heterojenlikte, camsı bir duruma soğumanın dinamikleri malzeme içinde farklılıklar gösterir.

Polimerler

Polimer özellikler şunları içerir viskoelastisite ve sentetik olabilir veya doğal. Polimerik bir sıvı kristalleşmeden donma sıcaklığının altına soğutulduğunda, aşırı soğutulmuş sıvı. Aşırı soğutulmuş sıvı daha da soğutulduğunda, bir bardak.[1]

sıcaklık Bir polimerin hızlı soğuyarak bir cam haline gelmesine cam geçiş sıcaklık Tg. Bu sıcaklıkta viskozite 10'a kadar ulaşır13 soğutma hızına bağlı olarak denge.

Faz geçişleri

Bir için mümkündür faz geçişi polimerden camsı duruma geçmesi. Polimer cam geçişlerinin birçok belirleyicisi vardır: rahatlama vakti, viskozite ve kafes boyutu. Düşük sıcaklıklarda dinamikler çok yavaş (halsiz) hale gelir ve gevşeme süresi pikosaniyeden saniyeye, dakikaya veya daha fazlasına yükselir. Yüksek sıcaklıklarda, korelasyon fonksiyonunun bir balistik çok kısa süreler için rejim (parçacıklar etkileşmediğinde) ve mikroskobik rejim. Mikroskobik rejimde, korelasyon fonksiyonları yüksek sıcaklıklarda üssel olarak bozunur. Düşük sıcaklıklarda korelasyon fonksiyonları, partiküllerin hem yavaş hem de hızlı gevşemelere sahip olduğu bir ara rejime sahiptir. Yavaş gevşeme, camsı sistemdeki kafeslerin bir göstergesidir. Camsı durumda yoğunluk homojen değildir, yani parçacıklar uzayda farklı yoğunluk dağılımlarında lokalizedir. Sistemde yoğunluk dalgalanmaları olduğu anlamına gelir. Sıcaklık kinetik ile doğru orantılı olduğu için parçacık dinamikleri çok yavaşlar. enerji parçacıkların birbirleri tarafından yerel bölgelerde sıkışmasına neden olur. Parçacıklar bu kafeslerin içinde takırdama hareketi yapıyor ve birbirleriyle işbirliği yapıyor. Camsı polimerdeki bu bölgelere kafes denir. Ara rejimde her parçacığın kendine ait ve farklı gevşeme süresi vardır.[2]

Tüm bu durumlarda dinamikler farklıdır, bu nedenle küçük ölçekte, tüm sistemin boyutuna göre sistemde çok sayıda kafes vardır. Bu, sistemin camsı durumunda dinamik heterojenlik olarak bilinir. Bir ölçüm dinamik heterojenlik hesaplanarak yapılabilir korelasyon fonksiyonları Gauss dışı parametre gibi, dört nokta korelasyon fonksiyonları (Dinamik Duyarlılık) ve üç zaman korelasyon fonksiyonları.[3]

Referanslar

  1. ^ Rubinstein, Michael; Colby, Ralph H. (2003). Polimer Fiziği. New York: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-852059-7.
  2. ^ Binder, Kurt; Kob, Walter (2005). Camsı malzemeler ve düzensiz katılar: İstatistik mekaniğine giriş. Singapur: World Scientific Publishing Co.Pte. Ltd. ISBN  981-256-510-8.
  3. ^ Kob, Walter (1999). "Aşırı soğutulmuş sıvıların ve camların bilgisayar simülasyonları". 11. Journal of Physics: Yoğun Madde: R85. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)

daha fazla okuma

  • Berthier, Ludovic; Biroli, Giulio; Bouchaud, J.P .; Cipelletti, Luca; Saarloos, Wim van (2011). Camlarda, Kolloidlerde ve Granüler Ortamlarda Dinamik Heterojenlikler. New York: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-969147-0.