Samenvatting:

Polymeervloeistoffen, die veel worden gebruikt in de industrie en het dagelijks leven, kunnen onder extreme omstandigheden complex gedrag vertonen. Eén zo'n intrigerend fenomeen is vloeistofkraken, waarbij de moleculen van de vloeistofketen scheuren, wat leidt tot een plotselinge vrijgave van energie en materiaalfragmentatie. Ondanks het belang ervan in zowel industriële processen als fundamentele wetenschap, blijft de gedetailleerde dynamiek van het kraken van polymeervloeistof slecht begrepen, voornamelijk vanwege de uitdagingen die gepaard gaan met het vastleggen van deze snelle gebeurtenissen.

In deze studie maken we gebruik van de kracht van snelle beeldvorming en analyse op meerdere schaalniveaus om de mechanismen te ontrafelen die ten grondslag liggen aan het kraken van polymeervloeistof. Met behulp van op maat ontworpen experimentele opstellingen en de modernste beeldvormingstechnieken visualiseren we de breukprocessen in realtime, waardoor we ongekende inzichten verkrijgen in de evolutie van materiaalstructuren tijdens het scheuren. Onze experimenten onthullen ingewikkelde patronen van vloeistofjetting, cavitatie en schokgolfgeneratie, die cruciale informatie verschaffen over energiedissipatie en fragmentatieprocessen.

Door experimentele parameters zoals polymeersamenstelling, temperatuur en spanningsomstandigheden te manipuleren, onderzoeken we systematisch de relatie tussen materiaaleigenschappen en scheurgedrag. Onze bevindingen werpen licht op de invloed van moleculaire architectuur, verstrengelingsdichtheid en visco-elastische eigenschappen op de dynamiek van vloeistofscheuren. Deze kennis maakt een rationeel ontwerp en optimalisatie van polymeermaterialen mogelijk, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor verbeterde prestaties en veiligheid in verschillende technologische toepassingen.

Uiteindelijk overbrugt ons werk de kloof tussen fundamenteel begrip en praktische toepassingen, waardoor het veld van de polymeerfysica en de materiaalkunde wordt bevorderd. De inzichten die we uit onze snelle experimenten hebben verkregen, kunnen de ontwikkeling van robuustere polymeermaterialen sturen en bijdragen aan innovaties in verschillende sectoren, variërend van elektronica en energie tot gezondheidszorg en ruimtevaart.