Το τεκμήριο παρέχεται από τον φορέα :
Πανεπιστήμιο Κρήτης   

Αποθετήριο :
E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο   

δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*



Αργή δυναμική και γήρανση κολλοειδών υάλων και πηκτωμάτων
Microscopic Dynamics and Rheology of Colloidal Gels

Moghimi, Esmaeel

Benoit, Loppinet
Stefan, Egelhaaf
Philippe, Coussot
Πετεκίδης, Γεώργιος
Βαμβακάκη, Μαρία
Φυτάς, Γεώργιος
Βλασσόπουλος, Δημήτριος

Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
text

2017-02-10


Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, πραγματοποιείται μελέτη της γραμμικής και μη γραμμικής ρεολογικής συμπεριφοράς πυκνών κολλοειδών διαλυμάτων με ελκυκτικές αλληλεπιδράσεις. Για την πλήρη κατανόηση της σχέσης μεταξύ της μικροδομής των κολλοειδών αυτών διαλυμάτων με τις μηχανικές τους ιδιότητες πραγματοποιήθηκαν ρεολογικές πειραματικές, οι οποίες συγκρίθηκαν με προσομοιώσεις Brownian δυναμικής. Το πειραματικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε αποτελείται από ένα μίγμα κολλοειδών σκληρών σφαιρών (PMMA) και γραμμικών πολυμερικών αλυσίδων που δεν απορροφούνται από το διαλύτη, οι οποίες παίζουν το ρόλο των depletants. Μελετήθηκαν διάφορες συγκεντρώσεις σωματιδίων και μεγέθους ελκτικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ αραιών κολλειδών γελών και των πυκνών κολλοειδών υάλων. Προκειμένου να εξάγουμε πληροφορίες για τη ρεολογική δομή των υπό μελέτη συστημάτων, χρησιμοποιήθηκαν προσομοιώσεις Brownian δυναμικής. Η παρούσα μελέτη αποτελείται από τέσσερα μέρη. Αρχικά διερευνήσαμε τη ρεολογική διαρροή κολλοειδών ελκτικών υάλων υπό συνθήκες start-up διατμητικής ροής. Μελετήθηκε η επίδραση της μεταβολής του μεγέθους των ελκτικών δυνάμεων για μία συγκεκριμένη συγκέντρωση (φ=0.62) σωματιδίων. Εν συνεχεία, μελετήθηκε η γραμμική και μη-γραμμική ρεολογική συμπεριφορά κολλοειδών γελών διαφόρων συγκεντρώσεων, η γήρανση των αντίστοιχων γελών, καθώς και διαφορετική δυναμική δεσμών μεταξύ των σωματιδίων. Στο τρίτο μέρος, μελετήθηκε η πτωτική εξέλιξη της διατμητικής τάσης με το χρόνο ύστερα από την παύση σταθερής διατμητικής καταπόνησης ενδιάμεσης συγκέντρωσης (φ=0.44) διαλύματος κολλοειδούς γέλης μέσω ρεολογίας και BD προσομοιώσεων. Στο τέλος, διερευνήθηκε η σχέση μεταξύ δομικών και μηχανικών ιδιοτήτων κολλοειδούς γέλης υπό συνθήκες σταθερούς και ταλαντωτικής διατμητικής ροής, καθώς και παύσης αυτής με τη χρήση πειραμάτων και προσομοιώσεων. (EL)
In this dissertation we examine both linear and nonlinear response rheology of concentrated colloidal suspensions with attractive interactions using a combination of experiments and Brownian Dynamics (BD) simulations with the view towards understanding the link between microstructure and mechanical properties. The experimental model system is depletion colloid-polymer mixture comprising of a hard sphere (PMMA particles) colloidal suspension with the addition of non adsorbing linear polymer chains as depletant. We study a range of particle volume factions and attraction strengths exploring from a low particle volume fraction gel to highly dense attractive glassy state. We also perform Brownian Dynamics (BD) simulations in order to get both rheological and detailed structural information. We have studied four topics in this work: We first examine yielding of attractive glasses during start-up shear flow. For a fixed volume fraction of φ = 0.62, a wide range of attraction strengths and the ranges of attraction is investigated. We second, examine both linear and nonlinear response rheology of colloidal gels. A range of volume fractions, gel ages, and bond strengths are investigated. In the third part, we study by rheology and Brownian dynamics (BD) simulations the decay of stress over time after shear cessation of a well-developed steady shear flow in an intermediate volume fraction particle gel (φ = 0.44). In the last part, we interrogate both structural and mechanical properties of the gel during flow and its time evolution after shear cessation for both steady and oscillatory shear flow by a combination of experiments and BD simulations providing a link between structural and mechanical properties of the gel. (EN)


Brownian Dynamics simulations
Attractive colloidal glasses
Προσομοιώσεις Brownian δυναμικής

Αγγλική γλώσσα





*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.