核壳球中的模式选择

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 17:21
文章英文标题
Pattern selection in core-shell spheres
正文
摘要\n弯曲诱导的对称破缺模式的形成和转变在跨越胚胎发生、异质微粒、脱水果实、生长肿瘤和行星表面等不同长度尺度的弯曲膜/基底系统中被广泛观察到。在此,我们从实验和理论上发现,核壳球在核收缩或表面层膨胀时的形态选择主要由表征核壳刚度比和系统几何曲率的单一无量纲参数Cs决定。当芯部保持相对软( Cs 15 )时,包含多边形和迷宫模式的对称破缺无序模式似乎在能量上是有利的。当Cs ~ 1000非常大时,核壳球近似为平面薄膜/基底体系,从而观察到具有晶界的棋盘格图案。此外,我们发现亚临界到超临界分岔的转变可以用这个参数来定量表征。基于此单因素的模式选择与我们在整个有效范围内对氧化聚二甲基硅氧烷( PDMS )微球的实验观察非常吻合。我们的研究结果不仅为球状薄膜/基底体系的模式选择提供了基本的理解,而且为定量地利用曲率-模量共定模式的形成来设计与形貌相关的功能表面奠定了基础。
文章内容(英文)
Abstract(#br)Curvature-induced symmetry-breaking pattern formation and transition are widely observed in curved film/substrate systems across different length scales such as embryogenesis, heterogeneous micro-particles, dehydrated fruits, growing tumors and planetary surfaces. Here, we find, both experimentally and theoretically, that morphological pattern selection of core-shell spheres, upon shrinkage of core or expansion of surface layer, is primarily determined by a single dimensionless parameter C s which characterizes the stiffness ratio of core/shell and geometric curvature of the system. When the core remains relatively soft ( C s \u003c 1.3), the core-shell sphere usually experiences subcritical buckling behavior with local dimples at the critical threshold. With a stiffer substrate (1.3 \u003c C s \u003c 15), the system morphs into periodic buckyball patterns. With the continuous increase of the core stiffness ( C s \u003e 15), symmetry-breaking disordered patterns involving polygon and labyrinth modes appear to be energetically favorable. With extremely large C s ~ 1000, the core-shell sphere approximates to a planar film/substrate system and thus checkerboard patterns with grain boundaries are observed. Moreover, we find that the transition from subcritical to supercritical bifurcations can be quantitatively characterized by this parameter. Pattern selection based on this single key factor remarkably agrees with our experimental observations on oxidized polydimethylsiloxane (PDMS) microspheres in the entire validity range. Our results not only provide fundamental understanding of pattern selection in spherical film/substrate systems, but also pave a promising way to facilitate the design of morphology-related functional surfaces by quantitatively harnessing such curvature-modulus co-determined pattern formation.
来源出处
Journal|[J]Journal of the Mechanics and Physics of SolidsVolume 137, 2020.
DOI
https://doi.org/10.1016/j.jmps.2020.103892

PDMS臻品推荐

PDMS-微流控基质材料-PDMS/道康宁SYLGARD184-聚二甲基硅氧烷/0.5KG(组)

产品说明书PDF自助在线看:http://www.pdmshub.com/sih

信息更新:

美国总工厂生产的0.5KG原始包装的PDMS延期至2021年9月16日后才能交货,默认我们将发国内库存的进口分装产品(02085925-0.5KG);另受制于有机硅大幅涨价潮影响,2021年9月1日后将上调销售价格,另行通知。Dow Corning=道康宁=Dow SiL=陶氏,都是同一家公司。 2021.09.01更新

美国总工厂生产的0.5KG包装的PDMS恢复正常进口,合法正规,质量金标准,欢迎订购使用。并承诺从我司购买的皆为原厂包装,100%未开封,附带技术手册,非国产灌装仿制、非分装、非仿冒外包装产品,可以放心使用。大量订购更有优惠。2021.04.01更新

备注:由于dowsil与道康宁公司合并,美国总工厂生产的PDMS,价格涨幅高达1倍之多,因针对科研用户使用,特备货规格0.5KG。如果您需要美国总工厂原厂生产的大规格包装的预定,可以与QQ 11366508联系给予报价/货期。2021.05更新

此链接为PDMS-微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184/小桶0.5KG装的链接。

一般性的产品性能参数表参考以下小桶装的参数:

微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;

品牌型号:道康宁SYLGARD184

包装规格:0.5KG/罐[含有45.4g固化剂,总重量为0.5KG]

产品颜色:保质期限:36个月

存放环境说明:室温,阴凉处保存

备注说明:

美国道康宁道康宁SYLGARD 184硅橡胶是由液体组分组成的双组分套件产品,包括基本组分与固化剂。基本组分与固化剂按10:1重量比完全混合,中等粘度混合液的稠度与SAE 40机油相似。无论厚薄,混合液将固化成为具有韧性的透明弹性体,最适用于电子/电气方面的封装与灌封应用。 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在25~150℃的温度范围内固化,无放热现象,无需二次固化。固化过程完成后,可立即在-55~200℃的温度范围内使用。 产品特性:低毒性,在常规的工业操作中,无特别的注意事项; 无溶剂或固化副产物, 固化时不放热;无需特殊的通风条件,不会产生腐蚀;固化时,收缩量小; 固化后, 透明具有弹性;抗震与减缓机械震动;振动的传递性能小;元件可裸视检查与易修补性; 环保性能;低吸水性,良好的耐辐射性能;高真空状态下的低漏气性; 优异的电性能;较大温度范围内的稳定性, 抗解聚;在-55~200℃范围内,甚至在密闭状态下保持弹性与柔韧性,性能稳定; 阻燃性,UL可燃性分级为94 V-1,温度等级:130℃ 产品用途: 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在电气/电子的封装与灌封方面有广泛的应用。