هر اندازه گیری شامل چهار بازه اندازه گیری بود که در آن سرعت چرخش به صورت لگاریتمی از 0.1 به 1000 rpm (تقریباً 0.05 تا 500 mm s-1) در بازه اول و سوم افزایش یافت و از 1000 به 0.1 دور در دقیقه در بازه دوم و چهارم کاهش یافت. ، به ترتیب. مدت زمان یک بازه 300 ثانیه بود، بنابراین اندازه گیری کامل 1200 ثانیه طول کشید. ضریب اصطکاک (μ) با استفاده از نیروی اصطکاک (FF) و نیروی نرمال (FN) همانطور که در نشان داده شده است تعیین می شود.

نتایج اولین بازه به طور مداوم از نتایج فواصل بعدی منحرف شد. این به احتمال زیاد به این دلیل است که نمونه به طور کامل بین سطوح قرار نگرفته بود یا به این دلیل که سیستم به سادگی به حالت تعادل نرسیده بود. بنابراین نتایج بازه اول دور ریخته شد و تنها نتایج بازه دوم، سوم و چهارم برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شد زیرا این بازه ها بسیار قابل تکرار بودند. نمونه ها در سه تکرار اندازه گیری شدند. نتایج تعلیق ذرات ارائه شده در مجموعه داده‌های مشابه با جفت‌های پروب شیشه‌ای و PDMS یکسان اندازه‌گیری می‌شوند تا تأثیر تفاوت‌های کوچک در خواص (سطحی) پروب و بسترها به حداقل برسد.

3 نتیجه

برای بررسی خواص روانکاری ذرات نرم بین سطوح نسبتاً سخت، از سوسپانسیون های میکروذرات هیدروژل استفاده می کنیم. ما ضرایب اصطکاک را با استفاده از یک تریبومتر مجهز به یک توپ شیشه ای و پین های پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) اندازه گیری می کنیم. ما ابتدا منحنی‌های اصطکاک را برای تعلیق‌های خود در حداکثر کسر بسته‌بندی نشان می‌دهیم که در اینجا به عنوان 100% نامیده می‌شود (شکل 4). ذرات موجود در سوسپانسیون حاوی 15 درصد ژلاتین و اندازه ذرات متوسط ​​8 میکرومتر بودند. ما سوسپانسیون ذرات ژلاتین خود را با محلول ژلاتینی که حاوی همان غلظت ژلاتین کل است مقایسه می کنیم. هم محلول ژلاتین و هم سوسپانسیون ذرات ژلاتین ضریب اصطکاک بسیار کمتری نسبت به آب دارند. ژلاتین هم به صورت محلول پلیمری و هم به عنوان سوسپانسیون ذرات جامد می تواند ضریب اصطکاک را به طور موثر کاهش دهد. این تعجب آور نیست، زیرا محلول های پلیمری زیستی به عنوان ضرایب اصطکاک پایین شناخته شده اند. 2،13،32-34 همانطور که مشاهده می شود، ضرایب اصطکاک برای هر دو نمونه ژلاتین به طور مشابه کم است، اگرچه شکل منحنی ها نسبتاً متفاوت است.

خواص روانکاری آب، سوسپانسیون حاوی ذرات هیدروژل و محلول ژلاتین با همان محتوای ژلاتین خشک سوسپانسیون ذرات. اندازه گیری های اصطکاکی بین یک پروب شیشه ای و بسترهای PDMS با افزایش سرعت انجام شد.

تفاوت در ضریب اصطکاک گاهی اوقات می تواند ناشی از ویسکوزیته باشد. تعلیق ذرات به طور کلی دارای ویسکوزیته وابسته به سرعت است. در نرخ برشی 1 s-1 ویسکوزیته 12.5 Pas-1 است و محلول ژلاتین دارای ویسکوزیته 12 mPas با همان سرعت برشی است. اگرچه ویسکوزیته هر دو نمونه ژلاتین بسیار متفاوت است، اما نمونه ها ضرایب اصطکاک مشابهی را نشان می دهند. به طور مشابه، اگرچه ویسکوزیته محلول ژلاتین (12 mPa s) نسبتاً نزدیک به آب (1 mPa s35) است، ضرایب اصطکاک بسیار متفاوت است. تفاوت در ضرایب اصطکاک واضح است که صرفاً نتیجه تفاوت ویسکوزیته نمونه ها نیست.