清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Mechanics of shape-locking-governed R2G adhesion with shape memory polymers

粘附 材料科学 形状记忆聚合物 胶粘剂 复合材料 曲率 接触力学 缩进 聚合物 接触面积 弹性模量 有限元法 几何学 物理 热力学 图层(电子) 数学
作者
Changhong Linghu,Xudong Yang,Yangchengyi Liu,Dong Li,Huajian Gao,K. Jimmy Hsia
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier BV]
卷期号:170: 105091-105091 被引量:40
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2022.105091
摘要

Shape memory polymers (SMPs), with unique properties such as tunable elastic modulus, temporary shape locking and shape recovery upon external stimulation, are emerging as a new class of smart materials with switchable adhesion capabilities. A prominent feature of the adhesion between SMP and a spherical indenter is the so-called R2G adhesion, defined as making contact in the rubbery state to a certain indentation depth followed by detachment in the glassy state. While it has been demonstrated that the R2G adhesion with SMPs can achieve orders of magnitude higher adhesive strength compared to conventional elastic adhesive systems with similar geometrical and adhesion parameters, the fundamental mechanics of R2G adhesion and why it leads to such tremendous adhesion enhancement remain largely mysterious at this point. Here, combined experimental testing, theoretical analysis, and finite element analysis (FEA) based on a thermomechanical constitutive model of SMP are performed to investigate the mechanics of R2G adhesion with a rigid spherical indenter. It is shown that the orders of magnitude enhancement of R2G adhesion over conventional elastic adhesion systems is mostly governed by the shape locking effect during the transition from the rubbery to glassy states. The shape locking effect freezes the deformed configuration of the SMP substrate, resulting in nearly conformal contact between the spherical indenter and the glassy-state SMP substrate, thus greatly increases the effective radius of curvature of the contact surface. Our experimental measurements and FEA simulations demonstrate that the net effect of shape locking leads to a pull-off force of a sphere nearly the same as that of a flat punch on an elastic half-space with the same contact radius. An explicit expression of the pull-off force for R2G adhesion is proposed based on flat-punch adhesion. Our results from combined experimentation, modeling and simulations reveal the fundamental mechanics of R2G adhesion. Such understanding provides guidance for the design of SMP smart adhesives.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
光亮靳完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
Irefuse完成签到,获得积分10
4秒前
qvb完成签到 ,获得积分10
15秒前
不想起床完成签到 ,获得积分10
20秒前
was_3完成签到,获得积分0
22秒前
WL完成签到 ,获得积分10
23秒前
噼里啪啦完成签到,获得积分10
25秒前
raiychemj完成签到,获得积分10
26秒前
我不是哪吒完成签到 ,获得积分10
26秒前
李仔仔完成签到 ,获得积分10
29秒前
30秒前
爱撒娇的芷巧完成签到,获得积分10
34秒前
Yolotto3完成签到,获得积分10
38秒前
38秒前
foyefeng完成签到,获得积分10
39秒前
King完成签到 ,获得积分10
42秒前
yanting发布了新的文献求助20
43秒前
小狮子完成签到 ,获得积分10
46秒前
回家放羊完成签到 ,获得积分10
49秒前
稳重笑阳完成签到 ,获得积分10
55秒前
阿梨完成签到 ,获得积分10
57秒前
汉堡包的应助被yanting采纳,获得10
58秒前
缓慢的秋荷完成签到,获得积分10
58秒前
平淡冬亦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ramsey33完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
lianliyou完成签到,获得积分10
1分钟前
简单完成签到 ,获得积分10
1分钟前
tina完成签到,获得积分10
1分钟前
丰富硬币完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yanting完成签到,获得积分10
1分钟前
整齐的小霜完成签到,获得积分10
1分钟前
震动的鹏飞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
热带蚂蚁完成签到 ,获得积分0
1分钟前
qaplay完成签到 ,获得积分0
1分钟前
1分钟前
冷静芷雪完成签到,获得积分10
1分钟前
奶芙完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.4的应助被zhao采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Convergent and bidirectional strategies towards the total synthesis of hemibrevetoxin B 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7797780
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9333078
关于积分的说明 20457663
捐赠科研通 7388428
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3325472
关于科研通互助平台的介绍 2472794
邀请新用户注册赠送积分活动 2342813