Mechanical Spectroscopy: Some Applications On Structural Changes And Relaxation Dynamics In Soft Matter

Abstract

MechanIcal spectroscopy: soMe applIcatIons on structural changes and relaxatIon dynaMIcs In soft Matter spektroskopIa MechanIczna: nIektóre zastosowanIa do zMIan strukturalnych I dynaMIkI relaksacji w materii miękkiejThe general trend in soft matter is to study systems of increasing complexity covering a wide range in time and frequency. Mechanical spectroscopy is a powerful tool for understanding the structure and relaxation dynamics of these materials over a large temperature range and frequency scale. In this work, we collect a few recent applications using low-frequency mechanical spectroscopy for elucidating the structural changes and relaxation dynamics in soft matter, largely based on the author's group. We illustrate the potential of mechanical spectroscopy with three kinds of soft materials: colloids, polymers and granular systems. Examples include structural changes in colloids, segmental relaxations in amorphous polymers, and resonant dissipation of grain chains in three-dimensional media. The present work shows that mechanical spectroscopy has been applied as a necessary and complementary tool to study the dynamics of such complex systems.Keywords: Polymer segmental dynamics, colloids, granular matter, mechanical spectroscopyOgólnym trendem w miękkiej materii jest, aby badać układy o rosnącej złożoności, obejmującej szeroki zakres czasu i częstotliwości. Spektroskopia mechaniczna jest potężnym narzędziem dla zrozumienia struktury i dynamiki relaksacji tych materiałów w szerokim zakresie temperatury i skali częstotliwości. W niniejszej pracy, zebraliśmy kilka ostatnich zastosowań spektroskopii mechanicznej niskiej częstotliwości do poznania zmian strukturalnych i dynamiki relaksacji w miękkiej materii, w dużej mierze opartych na grupie autorów. Opisujemy potencjał spektroskopii mechanicznej w przypadku trzech rodzajów materiałów miękkich: koloidów, polimerów i układów ziarnistych. Przykłady obejmują zmiany strukturalne w koloidach, segmentowe relaksacje amorficznych polimerów, i rezonansowe rozpraszanie łańcuchów ziaren w mediach trójwymiarowych. Niniejsza praca pokazuje, że spektroskopię mechaniczną zastosowano jako niezbędne i uzupełniające narzędzie do badania dynamiki takich systemów złożonych.