Wir verwenden Kleinwinkel-Röntgenstreuung und dynamische Lichtstreuung, um die mikroskopische Struktur und Dynamik dichter Suspensionen von ultra-gercrosslinkten (ULC) Poly(N-Isopropylacrylamid) Mikrogeln zu untersuchen. Durch die Untersuchung der untergekühlten und gläsernen Regime charakterisieren wir die Beziehung zwischen Struktur und Dynamik als Funktion der effektiven Volumenfraktion φ und der probierten Längenskala. Wir zeigen, dass ULC-Mikrogele als zerbrechliche Glasbildner wirken, deren Dynamik allein durch φ bestimmt wird. Im Gegensatz dazu hängt die mikroskopische Struktur von der spezifischen Kombination aus Mikrogelanzahl und Quellzustand ab, die φ definiert. Wir identifizieren ein anomales gläsernes Regime, in dem die Relaxationszeiten um Größenordnungen schneller sind als durch unterkühlte Extrapolationen vorhergesagt, und zeigen, dass in diesem Regime die Dynamik teilweise durch die Absorption von Laserlicht beschleunigt wird. Schließlich zeigen wir, dass die mikroskopische Relaxationszeit, die für verschiedene φs und an verschiedenen Streuwellenvektoren gemessen wurde, durch ein bemerkenswertes „Zeit-Längen-Skala-Superpositionsprinzip“ erklärt werden kann, das ähnlich dem Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip ist, das verwendet wird, um rheologische oder dielektrische Relaxationsdaten molekularer Systeme auf eine Masterkurve zu skalieren. Auffallend ist, dass die resultierende Masterkurve auch auf ein anderes Mikroge-System anwendbar ist (Nigro et al., Macromolecules 53, 1596 (2020)), was auf ein allgemeines dynamisches Verhalten polymerer Partikel hindeutet.
Martinelli et al. (Thu,) untersuchten diese Frage.