凝聚态物理 > 软凝聚态物理
[提交于 2025年5月27日
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标题: 从机械分析角度模拟水凝胶中的水分蒸发
标题: Modeling of Water Evaporation in Hydrogels from Aspect of Mechanical Analytics
摘要: 水蒸发对于气相应用中的水凝胶至关重要,但由于分子间相互作用的复杂性和持续变形,理论建模非常困难。在这项工作中,我们构建了一个简化的模型,通过仅考虑机械拉伸来描述水凝胶内部的水的状态。我们使用“负压”来连接水中的拉伸力和聚合物网络产生的弹性力。结合水凝胶的弹性本构方程和经典的扩散方程,该模型可以普遍计算不同水凝胶的饱和蒸汽压、动态蒸发速率和实时变形。计算结果与常用的聚2-羟乙基甲基丙烯酸酯和聚丙烯酰胺水凝胶(具有多种成分)在稳态和动态过程中的实验结果吻合良好。此外,该模型预测,高模量的水凝胶在开放环境中表现出更强的保水能力。
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