《Current Opinion in Colloid & Interface Science》：Rheology of Rod-like Chains in Isotropic Phase
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杆状链体系（RLCs）因高机械响应性在柔性聚合物粘度剂和细胞外基质开发中受关注，但其慢动力学行为源于空间位阻、玻璃态或吸引力主导的凝胶形成，影响机械性质解析。近年来通过新型模型系统、实验与理论进展，揭示了RLCs形态结构对其力学性能的关键调控作用。
严志超|谢继云|田晓菲|刘勤航|Minne Paul Lettinga
广东工业大学化学工程与轻工业学院，中国广州510006
摘要
由于新系统和新应用的发展，棒状链（RLCs）再次受到关注，例如作为增稠剂的柔性聚合物的替代品，或是适合的细胞外基质的开发。RLCs系统的优势在于其高度的机械敏感性。然而，对其机械性能的解释并不简单，因为由于极端的空间位阻、玻璃态行为或形成凝胶的吸引力，可能会导致动态过程变得缓慢。在这篇综述中，我们指出了关于排斥性RLCs的未解决问题，并讨论了新模型系统、实验和理论的最新进展如何帮助我们理解RLCs的形态对其机械性能的巨大影响。
章节摘录
引言
由于棒状链（RLCs）具有高度的机械敏感性，它们在自然界和工业产品中广泛存在。这意味着即使RLCs的体积分数非常低，其分散体的机械性能也会得到增强，而流动会显著削弱这些性能。因此，为了满足工业日益增长的需求，人们正在开发新型RLCs系统。例如，3D打印[1]和食品工业[2,3]越来越多地使用RLCs。
各向同性棒状链溶液线性流变学的基础进展：动态模量
如引言中所述，RLCs系统的主要实际应用在于其静态状态和剪切状态之间的机械性能会发生巨大变化。静态机械性能通常由频率依赖的储能模量和损耗模量来表征，这也被称为动态频率扫描（DFS）。或者，可以通过外推粘度来确定零剪切粘度。
各向同性棒状链溶液线性流变学的基础进展：零剪切粘度
当RLCs系统受到连续剪切流而不是振荡变形时，穿过层状结构的RLCs会在流动分散体的各层之间产生摩擦，从而导致高粘度。如果初始变形非常小，那么这种摩擦主要由RLCs的缠结程度决定，即由RLCs的数密度和长度决定。Doi和Edwards早在1978年就指出，零剪切粘度与这些因素有关。
向堵塞状态发展
我们上面已经描述了细长棒状链系统的线性流变学是如何由链的局部动态决定的。我们还描述了随着浓度增加，储能模量会出现平台现象。当和之间存在关系时，并不是线性的，因为当时，是有限的，它由棒状链轻微移动时的碰撞次数决定。当时，这表明系统可能会进入玻璃态，这可以通过不同的实验方法来定义。
各向同性棒状链溶液非线性流变学的基础进展
我们讨论了零剪切粘度如何依赖于RLCs的浓度和长度。我们还讨论了由于对流动排列的高度敏感性，测量零剪切粘度是困难的。敏感性可以用Peclet数来定义，该数衡量了取向诱导率与布朗旋转扩散之间的平衡。当时，RLCs会解缠，流动会诱导出一个永久取向的向列相（图3）。
结论与展望
自从Doi提出棒状链动态的管模型以来，虽然取得了许多进展，但该模型的核心仍然成立。验证该模型的主要问题在于如何获得所有尺寸和刚度都受到良好控制的RLCs系统。随着类似病毒这样的棒状链库的引入，这个问题得到了主要解决，表明纯熵和几何考虑可以解释零剪切粘度的巨大增加。
利益声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了中国国家自然科学基金（项目编号52573020）和广东省基础与应用基础研究基金（项目编号2024A1515012400）的支持。
