杨氏模量和长度有关吗

首页 >> 正文

杨氏模量和长度有关吗

来源：baiyundou.net 日期：2024-07-26

分子化学结构对聚合物材料的物理化学性质具有决定性影响，对于具有密集缔合相互作用的水凝胶来说，这一点变得更加复杂。最近，我们开发了一系列坚韧的超分子水凝胶，具有强大的氢键缔合，凝胶的性能严重依赖于共聚物的组成。近日，浙江大学科研人员研究了分子结构对这些超分子水凝胶的机械和粘弹性行为的影响，这些超分子水凝胶是由丙烯酰胺/甲基丙烯酰胺和丙烯酸/甲基丙烯酸在基本单元上具有不同的 α-甲基基团的共聚合成的。所制备的四种水凝胶表现出不同的机械性能和动力学，随着α-甲基数量的增加，从弹性转变为玻璃态。这些水凝胶的流变动力学光谱遵循时间-温度叠加原理，用于阐明凝胶材料的化学结构与动力学之间的相关性。疏水性α-甲基的引入有效地提高了链的刚性并增强了氢键缔合。此外，羧酸单元上的甲基比丙烯酰胺单元上的甲基更显着地增强水凝胶，这也导致水凝胶在水中的明显稳定性。这项比较研究揭示了α-甲基对缔合共聚物动力学和超分子水凝胶性能的影响，这对于理解其他具有缔合相互作用的坚韧软材料的结构-性能关系应该提供有用的信息。

图 1. (a) 丙烯酰胺和丙烯酸单元之间具有氢键的 MM、AM、MA 和 AA 水凝胶的合成示意图。(b,c) 展示具有不同化学结构的水凝胶的外观和硬度的照片 (XX-0.25-6)。(c) 中四个水凝胶的连接条被拉伸到总应变为 35%，图中标出了单个凝胶的应变。

图 2. 所制备的 MM-fm-6 gel (a)、AM-fm-6 gel (b)、MA-fm-6 gel (c) 和 AA-fm-6 gel的拉伸应力-应变曲线 (d) 在室温下，这些水凝胶的相应杨氏模量 E (e) 和延伸功 We (f) 作为 fm 的函数在 0.1-0.5 的范围内。

图 8. (a) XX-0.25-6 gels在室温下在水中的稳定性。(b) MM-fm-6、AM-fm-6、MA-fm-6 和 AA-fm-6 gel在 4°C 水中孵育 2 周后的长度膨胀比 S。(c-h) MM-0.25-6 gel (c)、AM-0.25-6 gel (d)、MA-0.25-6 gel (e) 和 AA-0.25-6 gel (f) 的拉伸应力-应变曲线 ) 和相应的长度膨胀比 S (g) 和杨氏模量 E (h)，在室温下在不同 pH 值的溶液中孵育 1 周后。

相关论文以题为Influence of the α-Methyl Group on Elastic-To-Glassy Transition of Supramolecular Hydrogels with Hydrogen-Bond Associations发表在《Macromolecules》上。通讯作者是浙江大学郑强教授，吴子良教授。

参考文献：

doi.org/10.1021/acs.macromol.2c00829

","gnid":"9509ab89c1f73da87","img_data":[{"flag":2,"img":[{"desc":"","height":"335","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01721d0b7ae3e09677.jpg","width":"640"},{"desc":"","height":"467","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01f6ef28146ce4bad1.jpg","width":"640"},{"desc":"","height":"743","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0122a94fe16f220c6a.jpg","width":"640"},{"desc":"","height":"781","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t017d60286e40ea29c0.jpg","width":"533"},{"desc":"","height":"222","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0120ddbd31adf0c8a9.jpg","width":"640"}]}],"original":0,"pat":"art_src_1,sexf,sex4,sexc,fts0,sts0","powerby":"hbase","pub_time":1686771829000,"pure":"","rawurl":"http://zm.news.so.com/4ac773996008314f4e2a3c0590b1ff96","redirect":0,"rptid":"df610464c29e5613","rss_ext":[],"s":"t","src":"Hydrogel","tag":[{"clk":"kscience_1:浙江大学","k":"浙江大学","u":""}],"title":"浙江大学：α-甲基对氢键缔合超分子水凝胶弹性-玻璃态转变的影响

平雪要3527拉伸法测杨氏模量是在弹性范围内进行的吗?试之说明? 为什么同是长度测量,要分别用不同的量具? -
韶师索13937491268 ______ 拉伸法测杨氏模量是在弹性范围内进行的吗?试之说明? 为什么同是长度测量,要分别用不同的量具? 第一个问题.拉伸法测杨氏模量必须是在弹性范围内进行,必须的.因为杨氏模量的定义就是“杨氏模量(Young's modulus)是表征在弹性...

平雪要3527杨氏模量与哪些因素有关,有没有计算公式? -
韶师索13937491268 ______ 理论上看属于材料的内部特性,但是影响因素太多,一般通过实验测量.zaimeng155(站内联系TA)应该可已计算,不过超出一定范围误差很大brianzheng(站内联系TA)杨氏模量等于弹性形变区中切应力和切变率的比值.属于材料的内部特...

平雪要3527对于一定温度下的金属丝杨氏模量,说法正确的是 - 上学吧普法考试
韶师索13937491268 ______ 杨氏模量需要在材料是弹性限度内的情况下才能测得,也就是满足胡克定律的那一部分. 类似于弹簧中的F=kx(这里不考虑方向了,负号也不用写了),弹簧的数量相当于材料横截面积A,杨氏模量考虑的是材料伸长量(一般考虑伸长)与原长度的比值.所以类似地,我们得到 F/A=Y△l/l 其中l为材料原长.F/A被称为应力,单位一般为mpa,△l/l称为应变. 由于Y是线性范围内(弹性范围)的求得的,所以Y也写作E(elastic弹性的)

平雪要3527杨氏模量是什么? -
韶师索13937491268 ______ 杨氏模量(Young's modulus)是描述固体材料抵抗形变能力的物理量.一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL. 具体我放参考了!

平雪要3527杨氏模量的大小与什么有关 -
韶师索13937491268 ______[答案] 如果从本质上来说应该是和材质有关的,只要材质相同,应该就是一样的.但是大学物理实验受器材的影响比较大,没有办法做到非常的精确,所以用来计算的公式里的因子都是产生误差的对象.

平雪要3527杨氏模量钢丝杨氏模量的测定在钢丝杨氏模量的测定实验中,各长度量采用了不同的长度测量仪器进行测量,选择它们的依据是什么? -
韶师索13937491268 ______[答案] 选择它们的依据是看被测物的尺寸,钢丝长度和望远镜离光杠杆的距离是相对其他数据较大的待测数据,所以需要用到米尺或者是钢卷尺.而钢丝的直径测量,我想除了螺旋测微器没有其他更精确的实验室测量工具了.光杠杆的前脚,后脚间的距离用...

平雪要3527物理杨氏弹性模量测量1.两根材料相同,但粗细、长度不同的金属丝,它们的杨氏弹性模量是否相同?2.光杠杆有什么优点?怎样提高光杠杆的灵敏度?3.在... -
韶师索13937491268 ______[答案] 1.杨氏模量仅和材料有关,长度粗细不同则dl不同,但杨氏模量相同.2.光杠杆利用光的直线传播和相似三角形,可将微小形变放大,增加标尺到光杠杆的距离可提高灵敏度.3.金属丝长约1m,直径约1mm,光杠杆要根据望远镜才能确定距离,我做的有...

平雪要3527直径为0.7毫米的钢丝的杨氏弹性模量是多少 -
韶师索13937491268 ______[答案] 杨氏模量跟材料有关,与形状大小无关,因为材料是钢丝,所以就应该为2.0乘以10的11次方牛米负二次方.

（编辑：自媒体）