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介电弹性体中起皱的动态模式
星期三，2017-04-05 03:23 -Hareesh Godaba
由于介电弹性体的机电特性，介电弹性体在厚和薄(皱)态之间经历相变。在夹紧的圆形介电弹性体膜上进行的实验中，我们观察到，在接近不连续相变临界电压的恒定电压下，膜上的不同位置开始产生皱纹，它们在膜上移动，与共存的平面状态互换，形成动态图案。在不同的预拉伸下，我们也观察到不同波长的褶皱状态(褶皱-褶皱不连续过渡)之间存在类似的共存和动态模式。已经建立了解析模型和有限元模型来解释平皱过渡和预拉伸对它们的影响。考虑速率相关变形的粘弹性模型可能有助于解释起皱-起皱转变。
张志强，张志强。，Gupta, U., Chiang Foo, C., Zhu, J., 2017.介电弹性体中起皱的动态模式。软物质。doi: 10.1039 / C7SM00198C
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评论
你确定这不是由于粘连不稳定造成的吗?
弹性薄膜脱粘过程中的模式、力和亚稳态途径J Sarkar，V谢诺，一个沙玛摘要:这封信解决了软材料脱粘的几个有趣的和基本的方面
界面，包括有规则排列的纳米空腔的形成和持续
桥梁，“粘接-脱粘滞”，并且粘接强度大大低于
没有形成图案。分析表明，磁滞是由电磁脉冲引起的
在退出过程中分离亚稳态模式构型的能量屏障，…
非常感谢你的
非常感谢您的评论。在这些实验中，膜是一个预拉伸的介电弹性体层，不与任何衬底结合。与您指出的表面不稳定不同，我们观察到的现象是在电压引起张力损失后整个膜起皱。
你确定吗?
也许更好的参考是
软弹性薄膜的黏附与脱粘:裂纹模式、亚稳路径与力J Sarkar，一个沙玛，V谢诺- Langmuir, 2005 - ACS publications我们研究了夹在两者之间的软弹性薄膜中的脱粘现象
刚性板当其中一个板被带入亲密接触然后被拉开
法向力的作用使接触接近。非线性仿真
总能量的最小化(由稳定弹性应变能和不稳定应变能组成)
采用粘接相互作用能来解决接触迟滞问题。
我的意思是，与电极没有接触?
我想弄明白的是电极之间的间距。如果它是粘附长度尺度的顺序，即原子大小，你不会注意到。
皱纹之间的间距是多少?在粘着不稳定的一种，它是由弹性体的厚度，即约3h。
电极详细信息
亲爱的Ciavarella教授:谢谢你的建议。我们还没有真正朝这个方向看，因此现在还不能确认任何事情。但从我的理解来看，电极和聚合物膜的粘附可能与我们观察到的起皱不稳定性关系不大。对于电极，我们在膜的两侧涂上碳脂，这是炭黑颗粒在硅油中的分散体。这种电极是高度柔顺的，即使在大拉伸时，也可能有导电颗粒的分散，但我们不能有效地将其称为脱粘。在人们提出的一些固体电极中，脱粘能和粘附能可能发挥更大的作用。
此外，对于不同的膜初始预拉伸，不同拉伸的起皱与我们从分析模型中预测的张力损失电压一致。此外，我们可以从膜的两侧观察到相同的皱纹图案，这意味着膜在整个厚度上都起皱了。由于泊松效应，膜上的皱纹更类似于人们在拉伸弹性薄片时看到的侧向皱纹。
https://www.seas.harvard.edu/softmat/downloads/2003-03.pdf
折皱波长的长度尺度可能取决于膜的刚度和厚度(如Cerda和Mahadevan所指出的)，并且大于3H (H~0.1mm)。
从你的纸上看，H是1毫米，直径是3厘米
因此，皱纹确实是3H= 3mm的数量级，因为只有几十年的皱纹。请作出更准确的估计。
好文章!
亲爱的Hareesh,
不错的工作!在你的实验中，你观察到在给定电压下薄/厚态的共存。非常有趣的是，你还报告说，过渡变得“连续”，有不同程度的预拉伸。这让我想起了相变的经典框架。在那里，梯度项(或界面能)通常会惩罚从厚到薄的转变。从你的论文中可以看出，预拉伸降低了界面能。该能量项显式计算为:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.078001
事实上，这实际上取决于预拉伸的水平:在这方面做得更多会很有趣!!
我还想问:你测量过与薄化局部相关的击穿电压吗?这在上面链接的论文中有详细的描述。
亲切的问候,
朱塞佩