基于单分散棒状病毒的非球形颗粒复杂流体体系的构建及其流变行为研究
作者单位：南开大学高分子化学研究所 Department of Chemical Engineering University of Leuven B-3001 Leuven Belgium
会议名称：《流变学进展——第十一届全国流变学学术会议》
会议日期：2012年
学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）]
摘 要：自然界的复杂流体体系绝大部分由非球形颗粒构成。长期以来,理论和实验都从不同角度对这类体系的流变行为进行了详细探讨。理论上,Jeffrey对椭球体流变行为的理论计算开启了类似体系理论研究的先河,随后Brosema、Brenner等从不同角度对棒状颗粒构成的复杂流体进行了扩充。Batchleor则对这类体系的轴向拉升流场下的流变行为进行了研究。实验上,早期主要集中在表征不同长度的棒状纤维的流变行为,在一定程度上吻合了理论的预测。过去的十几年,人们对由无机颗粒如针状的赤铁矿、棒状的二氧化硅颗粒、碟状的黏土颗粒以及生物相关的棒状体系如F-actin等构成的模型体系进行了广泛深入的实验研究。随着纳米科学的兴起,碳纳米管构成的复合材料的流变行为是近期的一个研究热点。然而,目前为止的实验模型不可避免地具有尺寸不均一性和颗粒表面物化性质的不确定性等问题,导致实验结果的不可重复性以及与理论的不可比性。在本项目中,基于棒状病毒,结合基因控制和表面化学改性,构建了一类尺寸单一、刚性和表面性质可控的非球形颗粒的复杂流体体系,并对这类体系构成的凝胶进行了详细的流变表征,建立起微观结构与宏观流变行为之间的关系。将表面接枝有高分子刷的棒状病毒分散到甘油等高黏度的牛顿流体后,采用两种不同的技术手段对该体系的轴向拉升流场下的流变行为进行了研究,并与Batchleor等人的理论研究进行了比较。