冲绳科学技术研究所 延伸流产生于出站通道
信用:OIST 牙膏、面霜、发胶、蛋黄酱和番茄酱是大多数人不会三思的家居用品，但就它们的流动性而言，它们有着不同寻常的特性
它们都是弹粘塑性(EVP)材料，静止时表现得像固体，但在足够大的压力下会像液体一样流动
尽管它们无处不在，但建模和预测它们行为的能力依赖于一个仅在特定条件下有效的理论
冲绳科学技术研究生院(OIST)微/生物/纳米流体单元的科学家和帕特雷大学流体力学和流变学实验室的科学家通过将实验与模拟相结合，揭示了关于这些材料的见解
他们发表在PNAS的研究表明，固态材料的弹性是未来模型中应该包含的一个关键属性
帕特雷大学的约翰·查莫普洛斯教授说:“在过去的十年里，微流体实验的进展揭示了EVP材料流动中许多意想不到的现象。”
例子包括凝胶中气泡的尖端形状和流动中对称性的丧失
这些和其他的观察暗示着现存理论中缺少了一些东西
我们实验室以前的研究表明，弹性，即材料微观结构在屈服前变形的能力，是这个难题缺失的部分
" OIST研究小组的负责人艾米·沈教授说:“即使把基本的家庭用品都放在一边，从根本上了解电动力学材料的流动也是非常有用的，尤其是在生物医学和地球物理学领域
“例如，她解释说，血液是一种血管内皮生长因子物质——它在静止时像固体，但在动脉中像液体一样流动
更重要的是，她补充说，一些三维打印的组织和支架可以具有EVP特性，而且，在地球物理学方面，火山熔岩表现得像EVP材料，尽管规模要大得多
医生
西蒙·哈沃德举起了用于测量乙烯-丙烯共聚物材料拉伸流动的仪器
信用:OIST 以前对乙烯-丙烯共聚物材料的实验研究已经测量了它们在剪切流下的行为，这种行为是在流体层彼此滑过时获得的
但是，当涉及到这些材料的工业加工和使用时，例如纤维纺丝和电路板印刷，通常是拉伸流动——当流体被拉伸时——更为重要
纯拉伸流动的研究在实验流体动力学中是一个巨大的挑战，而EVP材料的拉伸流动以前从未在实验中成功测量过
为了第一次实现这一点，博士
西蒙·哈沃德是微/生物/纳米流体单元的组长，他使用了一种被称为十字槽几何的新型微流体装置
该装置包括四个相互成直角的通道
“在十字槽几何结构中，我们使用了普朗尼克解决方案，一种众所周知的电动车辆动力装置材料，”博士说
哈佛
“当我们对彼此相对的两个入站通道施加压力时，解决方案被推向中心点，并从另外两个通道流出
最终的流动在中心有一个点，在那里速度变为零
在两个向外的通道中，我们在流体被拉伸的地方产生了拉伸流
" 与此同时，扬尼斯·迪马科普洛斯教授和帕特雷大学的研究人员创建了一个理论模型，并模拟了两种EVP材料——普朗尼克溶液和另一种叫做卡波姆的材料——的流动
他们表明，流动中出现了复杂的模式，包括被液态包围的固化区域
他们的发现与在OIST进行的实验相符
模拟结果与实验结果相吻合
学分:帕特雷大学 “这个模型可以描述简单的切变、拉伸和混合流动中的EVP材料
虽然我们只关注两种材料，但它可以用于各种不同水平的弹性、塑性、粘度和其他性质，”斯泰利奥斯·瓦钱尼斯博士说
D
帕特雷大学的候选人，该论文的第一作者
“这使得该模型适合于在各种工业过程的设计和优化过程中模拟流动
" 这项研究表明，现有的理论需要彻底改革，以包括材料的弹性
斯特里奥斯说:“根据EVP材料在屈服前能够承受的变形量，它的行为要么接近现有理论的预测，要么更像一个流动的弹性固体。”
“OIST的实验是对模拟的补充，”博士说
卡梅隆·霍普金斯，来自OIST微/生物/纳米流体部门
“尽管我们研究的普朗尼克解仅表现出微弱的弹性效应，但在流动中观察到了少量的不对称性，这表明了与纯流体性质的偏离，因此弹性不能被忽略
我们的实验为提出的理论修正提供了强有力的支持
" 这项研究还涉及到Dr
帕特雷大学的亚历山大·西拉科斯
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