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Physics-informed constitutive modelling of hydrated biopolymer aerogel networks

Külcü, İsmail Doğan und Rege, Ameya Govind (2021) Physics-informed constitutive modelling of hydrated biopolymer aerogel networks. Soft Matter, 17, Seiten 5278-5283. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/d1sm00430a. ISSN 1744-683X.

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Offizielle URL: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/sm/d1sm00430a/unauth#!divAbstract

Kurzfassung

Hydration induces significant structural rearrangements in biopolymer aerogels, resulting in a completely different mechanical behaviour compared to the one in the dry state. A network decomposition concept was earlier introduced to account for these changes, wherein the material network was decomposed into an open-porous aerogel one and a hydrogel-like one. Recent experimental evidences have supported this idea of the formation of a hydrogel-like network. Using these observations as a basis, in this paper, we present a micromechanical model describing the effect of hydration on the structural and mechanical properties of aerogels. The aerogel network is modelled based on the mechanics of their pore-walls, while the hydrogel-like network is modelled based on the statistical mechanics of their polymer chains by means of the Arruda–Boyce eight-chain model. The influence of diverse structural and material parameters on the mechanical behaviour is investigated. The effect of different degrees of wetting, from a pure aerogel to a pure hydrogel-like state, is captured by the model. The results are shown to be in good agreement with available experimental data.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142374/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Physics-informed constitutive modelling of hydrated biopolymer aerogel networks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Külcü, İsmail Doğanismaildogan.kulcu (at) ikc.edu.trhttps://orcid.org/0000-0001-5431-7802NICHT SPEZIFIZIERT
Rege, Ameya GovindAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 Mai 2021
Erschienen in:Soft Matter
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:17
DOI:10.1039/d1sm00430a
Seitenbereich:Seiten 5278-5283
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:1744-683X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:biopolymer; aerogel; hydration; constitutive model
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Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Rege, Dr. Ameya Govind
Hinterlegt am:07 Jun 2021 07:13
Letzte Änderung:05 Dez 2023 07:46

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