Thermodynamic and Molecular Origins of Crack Resistance in Polymer Networks

韧性 弹性体 变形(气象学) 聚合物 断裂力学 磁滞 化学 复合材料 压力(语言学) 断裂韧性 裂缝闭合 裂纹扩展阻力曲线 消散 收缩率 理想(伦理) 基础(证据) 机械 内能 材料科学 化学物理 蠕动 可塑性 分子动力学
作者
Zheqi Chen,Zhigang Suo
出处
期刊:Chemical Reviews [American Chemical Society]
卷期号:126 (1): 606-670 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acs.chemrev.5c00663
摘要

A material tears, peels, and breaks by growing a crack. In a zone around the crack front, atoms undergo an irreversible process of breaking─and possibly reforming─bonds. Trailing behind the crack front are two layers of scars. Outside the irreversible zone and scars, atoms undergo the reversible process of elasticity. The irreversible zone is considered localized if it is small relative to the body. The idealization of localized irreversibility leads to a thermodynamic framework centered on the energy release rate. This crack driving force is defined using an ideal body in which a crack is stationary and deformation is elastic, and is applied to a real body in which a crack grows by an irreversible process. The irreversible zone scales with a material length: the fractocohesive length. We review recent advances in the development of crack-resistant elastomers and hydrogels as well as polymer networks reinforced by hard particles, fibers, or fabrics, subject to monotonic, cyclic, and static loading. Emphasis is placed on how molecular features, such as strand length, entanglements, noncovalent bonds, and chemical reactions, govern crack resistance. Design principles are highlighted that reconcile high toughness with low hysteresis through stress deconcentration. This review traces crack resistance to molecular origins, providing a foundation for designing next-generation crack-resistant materials.
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
1秒前
1秒前
长空吃那么饱完成签到 ,获得积分10
1秒前
DZZP完成签到,获得积分10
1秒前
墩墩发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Skrkk发布了新的文献求助10
2秒前
Ava应助strive采纳,获得10
3秒前
自然妙旋发布了新的文献求助20
3秒前
琪琪完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
李健应助MechaniKer采纳,获得10
5秒前
汵子完成签到 ,获得积分10
5秒前
小芭乐完成签到 ,获得积分10
5秒前
XY发布了新的文献求助10
6秒前
香橙发布了新的文献求助10
6秒前
田様应助cici采纳,获得10
7秒前
淇他人发布了新的文献求助10
7秒前
Cker发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
willa发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
彭于晏应助shwss715采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
琪琪发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
科研通AI6.3应助墩墩采纳,获得10
11秒前
11秒前
hahada完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
CipherSage应助MechaniKer采纳,获得10
13秒前
13秒前
嘿小黑发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
听蝉发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6465055
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8272152
关于积分的说明 17637258
捐赠科研通 5538882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2907538
邀请新用户注册赠送积分活动 1884581
关于科研通互助平台的介绍 1732001