Movimientos rotacionales de dominios de óxido de grafeno repulsivos en dispersión acuosa durante flujo de corte lento

En nuestro trabajo anterior Lee et al., Soft Matter 15, 4238–4243 (2019), demostramos que los dominios de óxido de grafeno (GO) mutuamente atractivos estaban bajo un movimiento de enrollamiento de tubo con una alineación de vorticidad a tasas de corte bajas. En este trabajo, preparamos dominios de GO repulsivos, que fueron dispersos en agua. Las distintas ondas de esfuerzo se midieron utilizando un reómetro de cono y placa a tasas de corte bajas. Se calcularon todas las posibles órbitas de Jeffery para su entrada en la teoría de Leslie–Ericksen. Se utilizó el método de regularización de Tikhonov para determinar la función de densidad de probabilidad de orientación al inicio de un ciclo de órbita a partir de la onda de esfuerzo experimental y la matriz de esfuerzo calculada utilizando la teoría de Leslie–Ericksen. De ahí, se concluyó que a una tasa de corte de 0.03 s−1, la dinámica de orientación era “giro-balanceo,” mientras que a 0.06 s−1 los dominios experimentaron “giro-balanceo” y “kayak.” Finalmente, la función de densidad de probabilidad de orientación se utilizó para evaluar los tensores de orientación en el modelo de Larson–Doi para cristales líquidos polidominio y, posteriormente, para reconstruir la evolución del esfuerzo, que compara razonablemente bien con el experimento. Además, se ha presentado un método de cálculo para estimar la relación b/a, donde la trayectoria es diferente de la prolata en el caso de la forma de elipsoide triaxial (c > b > a).