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无序材料的机械性质受其基础自由能景观的支配。与外部场不同,在无序材料中嵌入少量活性粒子会产生非平衡内部场,这有助于绕过动力学障碍并调整自由能景观。在这项工作中,我们通过计算机模拟研究活性粒子的活性如何改变深度退火的多分散胶体凝胶的机械响应。我们显示了嵌入活性粒子产生的“游泳力”负责确定机械失效模式,即脆性与韧性。我们发现并理论证,在临界游泳力下,凝胶的机械性质会骤然下降,标志着机械失效模式的变化。在临界游泳力之上,弹性模量的减弱源于凝胶孔隙率和凝胶粒子间吸引力分布的变化。在临界游泳力以下,韧性的增强是由于凝胶结构无序的增加。在临界游泳力之上,凝胶发展出明显的非均匀结构,特征是多个孔隙空间,机械响应由动态非均匀性控制。我们将这些结果与模拟的单分散胶体凝胶进行了对比,后者在游泳力增加时表现出韧性调制的非单调趋势,揭示了凝胶能量景观与嵌入活性之间的复杂相互作用.
Zhou等人(周五)研究了这个问题。