亲爱的研友该休息了!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,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Traction–separation laws and stick–slip shear phenomenon of interfaces between cellulose nanocrystals

材料科学 范德瓦尔斯力 打滑(空气动力学) 表面能 复合材料 极限抗拉强度 剪切模量 剪切(地质) 化学物理 热力学 化学 物理 有机化学 分子
作者
Robert Sinko,Sinan Keten
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier]
卷期号:78: 526-539 被引量:61
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2015.02.012
摘要

Cellulose nanocrystals (CNCs) are one of nature's most abundant structural material building blocks and possess outstanding mechanical properties including a tensile modulus comparable to Kevlar. It remains challenging to upscale these properties in CNC neat films and nanocomposites due to the difficulty of characterizing interfacial bonding between CNCs that governs stress transfer under deformation. Here we present new analyses based on atomistic simulations of shear and tensile failure of the interfaces between Iβ CNCs, providing new insight into factors governing the mechanical behavior of hierarchical nanocellulose materials. We compare the two most relevant crystal interfaces and find that hydrogen bonded surfaces have greater tensile strength compared to the surfaces governed by weaker interactions. On the contrary, shearing simulations reveal that friction between the atomic interfaces depends not only on surface energy but also the energy landscape along the shear direction. While being a weaker interface, the intersheet plane exhibits greater energy barriers to shear. The molecular roughness of this interface, characterized by a greater energy barrier, exhibits stick–slip deformation behavior as opposed to a more continuous sliding and rebonding mechanism observed for the interfaces with hydrogen bonds. Analytical models to describe the energy landscapes are developed using energy scaling relations for van der Waals surfaces in combination with a modification of the Prandtl–Tomlinson model for atomic friction. Our simulations pave the way for tailoring hierarchical CNC materials by taking a similar approach to techniques employed for describing metals, where mechanical properties can be tuned through a deeper understanding of grain boundary physics and nanoscale interfaces.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
科研通AI6应助杨科采纳,获得10
9秒前
uikymh完成签到 ,获得积分0
11秒前
冷傲迎梅完成签到 ,获得积分10
21秒前
彩色的怜阳关注了科研通微信公众号
22秒前
怡然万声完成签到,获得积分10
25秒前
万能图书馆应助余正扬采纳,获得10
28秒前
大道希言完成签到,获得积分10
33秒前
samantha完成签到,获得积分10
38秒前
小丸子和zz完成签到 ,获得积分10
39秒前
39秒前
41秒前
43秒前
拼搏愚志发布了新的文献求助10
43秒前
45秒前
小马甲应助风笛采纳,获得10
46秒前
49秒前
Helen完成签到,获得积分10
53秒前
53秒前
隐形曼青应助善良的静曼采纳,获得10
54秒前
御风的抱朴子完成签到,获得积分10
55秒前
56秒前
风笛发布了新的文献求助10
57秒前
jiaoluo17完成签到,获得积分10
59秒前
同行完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王欣完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
舒心小海豚完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
BNN1203381110完成签到,获得积分10
1分钟前
共享精神应助科研通管家采纳,获得100
1分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
田様应助方梦坤采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Ryan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
尹静涵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Ava应助粥粥sqk采纳,获得10
2分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5334908
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4472857
关于积分的说明 13920924
捐赠科研通 4366822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2399304
邀请新用户注册赠送积分活动 1392384
关于科研通互助平台的介绍 1363404