静电相互作用对非牛顿流体宏观特性的影响

【作者】 陈光；

【机构】 北京大学工学院先进制造与机器人系；

【摘要】 静电相互作用在许多非牛顿流体中是不可忽视的。许多极性溶液中的非牛顿流体都会因电离现象而离解成带电的离子基团和游离的抗衡离子。离子基团往往具有特定为微观构象的胶体颗粒,聚合物或胶束等大分子,同号电荷之间存在静电排斥力;而抗衡离子和和电解质溶液中的反号离子会被离子基团所吸引,形成1-100纳米双电层并产生静电屏蔽效果。因此,当研究对象中的离子基团较为紧密,双电层不足以屏蔽离子基团间的库仑力时,静电相互作用是尤其复杂且不容忽视的。例如土壤遇水迅速解离成负电的片状胶体阵列,其突然产生的静电排斥力迅速使土壤结构膨胀,容易造成滑坡和水土流失,为工程建造和环境保护埋下诸多隐患;又如具有粘弹性的聚电解质溶液的流变学特性因复杂的静电相互作用而一度成为高分子物理与食品日化工业的难题。该报告将介绍一种可描述多种非牛顿流体中静电相互作用和微观构象的理论模型,并阐释静电相互作用对非牛顿流体的流变学和溶胀机理等宏观特性的影响。更多还原