大范围滑动与胶带的弹性有关 以模拟微滑动的行为

邰乐哲
导读 法国研究人员揭示了胶带物理学的微观秘密。这是一个美丽的系统,我不相信你有这么丰富的动机,”来自coleNormaleSuprieure的StphaneSantucc

法国研究人员揭示了胶带物理学的微观秘密。这是一个美丽的系统,我不相信你有这么丰富的动机,”来自coleNormaleSuprieure的StphaneSantucci说,他是发表在《物理评论快报》杂志上的一篇论文的第一作者。

搬家的时候,桑图奇迷上了胶带。他注意到,胶带从卷盘上剥离时,无法顺利进行,而是粘了一段时间后又急速前进,沿着一两厘米又粘上了。

桑图奇让博士生文森特德佐蒂在超高速摄像机前匀速展开录像带,拍摄速度高达每秒一百万帧。

令他们惊讶的是,在厘米级粘滑模式中,出现了相同行为的较小版本:每个滑块由一系列不稳定的微滑块组成,每个滑块不到十分之二毫米长,并由大约十分之一毫秒的粘性停顿隔开。

在每一次微滑动事件中,胶带不会被均匀地抬起。先抬起一边,启动一个抬起运动脉冲,它穿过磁带到达另一边,有时速度接近一千米/秒。

而微观机械不稳定性的存在令人费解,”桑图奇说。我们试图理解这两种不稳定性是如何交织在一起的。"

众所周知,大范围的滑动与胶带的弹性有关,但为了模拟微滑动的行为,团队必须包括弯曲它所需的能量。在每个微杆过程中,能量进入使皮带变形,并在每个微滑块中释放为动能。

胶水的剥离更加复杂。当胶带被高速剥离时,虽然胶水看起来很柔韧,但它的行为就像一种易碎的玻璃状固体。摄像头显示胶带在每个粘贴点都会留下胶水沉积,会影响胶带的粘性和透明度。

热成像显示,每个粘着点的温度也增加了几度,这是对可靠胶合行为的另一个威胁。

Santucci和他的同事们现在正试图找到稳定动态的方法,这对工业环境来说是一个受欢迎的好处。例如,高速胶带剥离的尖端可能会达到震耳欲聋的噪音水平。

不过,答案有待对动力学更全面的了解。该模型提出的简单解决方案,如更慢地剥离胶带或使用更硬的胶带,可能会增加成本并降低效率。

“要真正找到控制和驯服不稳定的方法,我们还没有,”桑图奇说。

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