Анализ устойчивости растянутой нити полимерного геля

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проанализирована устойчивость предварительно растянутой и фиксированной за концы цилиндрической нити слабо сшитого полимерного геля относительно варикозных возмущений. Исследовано влияние на динамику возмущений капиллярных сил, упругости геля и взаимодействий и сформулирован критерий возникновения неустойчивости нити. Выведено дисперсионное уравнение и на его основе найдена наиболее быстро растущая мода возмущений, а также определена ее скорость роста в зависимости от макроскопических характеристик геля и радиуса нити.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Субботин

Инстинут нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук; Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: subbotin@ips.ac.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр., 29; 119071, Москва, Ленинский пр., 31

А. Н. Семенов

Université de Strasbourg

Email: subbotin@ips.ac.ru
Франция, 23, rue du Loess, BP 8404767034, Strasbourg, Cedex 2

Список литературы

  1. Eggers J., Villermaux E. // Rep. Prog. Phys. 2008. V. 71. P. 036601.
  2. Bazilevskii A.V., Voronkov S.I., Entov V.M., Rozhkov A.N.// Sov. Phys. Dokl. 1981. V.26. P. 333.
  3. McKinley G.H. Rheologycal Review. Aberystwyth: The British Society of Rheology, 2005. P. 1.
  4. Stelter M., Brenn G., Yarin A. L., Singh R.P., Durst F. // J. Rheol. 2000. V. 44. P. 595.
  5. Stelter M., Brenn G., Yarin A.L., Singh R.P., Durst F. // J. Rheol. 2002. V. 46. P. 507.
  6. Bazilevskii A.B., Rozhkov A.N. // Fluid Dynamics.. 2014. V. 49. P. 827.
  7. Oliveira M.S.N., McKinley G.H. // Phys. Fluids. 2005. V. 17. P. 071704.
  8. Sattler R., Wagner C., Eggers J. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 164502.
  9. Bazilevskii A.V., Rozhkov A.N. // Fluid Dynamics. 2015. V. 50. P. 800.
  10. Sattler R., Gier S., Eggers J., Wagner C. // Phys. Fluids. 2012. V. 24. P. 023101.
  11. Deblais A., Velikov K.P., Bonn D. // Phys. Rev. Lett. 2018. V. 120. P. 194501.
  12. Kuzin M.S., Skvortsov I.Yu., Gerasimenko P.S., Subbotin A.V., Malkin A.Ya. // J. Mol. Liq. 2023. V. 392. P. 123516.
  13. Kibbelaar H.V.M., Deblais A., Burla F., Koenderink G.H., Velikov K.P., Bonn D. // Phys. Rev. Fluids. 2020. V. 5. P. 092001(R).
  14. Dinic J., Zhang Y., Jimenez L.N., Sharma V. // ACS Macro Lett. 2015. V. 4. P. 804.
  15. Malkin A.Ya., Semakov A.V., Skvortsov I.Yu., Zatonskikh P., Kulichikhin V.G., Subbotin A.V., Semenov A.N. // Macromolecules. 2017. V. 50. P. 8231.
  16. Dinic J., Sharma V., // PNAS. 2019. V. 116. P. 8766.
  17. Arnolds O., Buggisch H., Sachsenheimer D., Willenbacher N. // Rheol. Acta. 2010. V. 49. P. 1207.
  18. Yarin A.L. Free Liquid Jets and Films: Hydrodynamics and Rheology. New York: Wiley, 1993.
  19. Entov V.M., Hinch E.J. // J. Non-Newtonian Fluid Mech. 1997. V. 72. P. 31.
  20. Clasen C., Eggers J., Fontelos M.A., Li J., McKinley G.H. // J. Fluid Mech. 2006. V. 556. P. 283.
  21. Deblais A., Herrada M.A., Eggers J., Bonn D. // J. Fluid Mech. 2020. V. 904, P. R2.
  22. Eggers J., Herrada M.A., Snoeijer J.H. // J. Fluid Mech. 2020, V. 887. P. A19.
  23. Semenov A., Nyrkova I. // Polymers. 2022. V. 14. P. 4420.
  24. Subbotin A.V., Semenov A.N. // Macromolecules. 2022. V. 55. P. 2096.
  25. Subbotin A.V., Nyrkova I.A., Semenov A.N. // Polymer Science C., 2023. V. 65. № 1. P. 11.
  26. Bazilevskii A.V., Entov V.M., Rozhkov A.N. // Polymer Science A. 2001. V. 43. № 7. P. 716.
  27. Dinic J., Jimenez L.N., Sharma V. // Lab. Chip. 2017. V. 17. P. 460.
  28. Keshavarz B., Sharma V., Houze E.C., Koerner M.R., Moore J.R., Cotts P.M., Threlfall-Holmes P., McKinley G.H. // J. Non-Newtonian Fluid Mech. 2015. V. 222. P. 171.
  29. Tirtaatmadja V., McKinley G.H., Cooper-White J.J. // Phys. Fluids. 2006. V. 18. P. 043101.
  30. Sur S., Rothstein J. // J. Rheol. 2018. V. 62. P. 1245.
  31. Subbotin A.V., Semenov A.N. // J. Rheol. 2023. V. 67. P. 1091.
  32. Subbotin A.V., Semenov A.N. // J. Rheol. 2023. V. 67. P. 53.
  33. Barrière B., Sekimoto K., Leibler L. // J. Chem. Phys. 1996. V. 105. P. 1735.
  34. Snoeijer J.H., Pandey A., Herrada M.A., Eggers J. // Proc. Roy. Soc. A. 2020. V. 476. P. 20200419.
  35. Mora S., Phou T., Fromental J.M., Pismen L.M., Pomeau Y. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 105. P. 214301.
  36. Xuan C., Biggins J. // Phys. Rev. E. 2017. V. 95. P. 053106.
  37. Pandey A., Kansal M., Herrada M.A., Eggers J., Snoeijer J. H. // Soft Matter. 2021. V. 17. P. 5148.
  38. Fong H., Chun I., Reneker D.H. // Polymer. 1999. V. 40. P. 4585.
  39. Yu J.H., Fridrikh S.V., Rutledge G.C. // Polymer. 2006. V. 47. P. 4789.
  40. Helgeson M.E., Grammatikos K.N., Deitzel J.M., Wagner N.J. // Polymer. 2008. V. 49. P. 2924.
  41. Carroll C.P., Joo Y.L. // J. Non-Newt. Fluid Mech. 2008. V. 153. P. 130.
  42. Wang C., Hashimoto T., Wang Y., Lai H.-Y., Kuo C.-H. // Macromolecules. 2018. V. 51. P. 4502.
  43. Kulichikhin V.G., Skvortsov I.Yu., Subbotin A.V., Kotomin S.V., Malkin A.Ya. // Polymers. 2018. V. 10. № 8. P. 856.
  44. Skvortsov I. Yu., Kuzin M.S., Gerasimenko P.S., Patsaev T.D., Subbotin A.V. Kulichikhin V.G. // Phys. Fluids. 2024. V. 36. P. 083117.
  45. Entov V.M. // Arch. Mechanics. 1978. V. 30. № 4–5. P. 453.
  46. Bazilevskii A.V., Entov V.M., Rozhkov A.N. // Fluid Dynamics. 1985. V. 20. P. 169.
  47. Lifshits I.M., Grosberg A.Yu., Khokhlov A.R. // Rev. Mod. Phys. 1978. V. 50. P. 683.
  48. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Статистическая физика макромолекул. М.: Наука, 1989.
  49. Kamiyama Y., Tamate R., Hiroi T., Samitsu S., Fujii K., Ueki T. // Sci. Adv. 2022. V. 8. P.eadd0226.
  50. Peng Y.-H., Hsiao S.-K., Gupta K., Ruland S., Auernhammer G.K., Manfred F., Maitz M.F., Boye S., Lattner J., Gerri C., Honigmann A., Werner C., Krieg E. // Nature Nanotechnol. 2023. V. 18. P. 1463.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Нить полимерного геля длины L и радиуса a (L >> a) которая предварительно растянута и фиксирована за концы. Цветные рисунки можно посмотреть в электронной версии.

Скачать (5KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость приведенного волнового вектора y*, соответствующего максимально растущей моде, от параметра α (a) и приведенная максимальная скорость роста Γ в зависимости от α (б).

Скачать (22KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости приведенного волнового вектора y* и соответствующей максимальной скорости роста Γ от θ для α << 1.

Скачать (11KB)
Метаданные
5. Рис. 4. График безразмерного волнового вектора y = yst (θ) при Γ = 0, α → ∞ и θ > 2.

Скачать (8KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».