Fractional rheology of colloidal hydrogels with cellulose nanofibers

Isaac Y. Miranda-Valdez*, Marie Sourroubille, Tero Mäkinen, Jesús G. Puente-Córdova, Antti Puisto, Juha Koivisto, Mikko J. Alava

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

3 Sitaatiot (Scopus)
66 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Abstract: Colloidal gels are soft solids composed of particles dispersed in a fluid phase. Their rheological behavior highly depends on the particle concentration, but establishing a relationship can be challenging. This article showcases the potential of fractional rheology to model and predict linear viscoelastic responses of colloidal hydrogels containing TEMPO-oxidized cellulose nanofibers. Cellulose nanofiber hydrogels are soft solids whose rheology is directly related to the particle concentration. Therefore, this work defined the rheological behavior of the hydrogels using a fractional order derivative analytically solved to determine rheological responses in frequency, stress relaxation, and creep. Using two parameters, it evaluated the rheology of cellulose nanofiber hydrogels and established tests that predict rheological behaviors for given particle concentrations. The findings suggested that the fractional approach could become a standard method for characterizing cellulose nanofiber hydrogels in the reported concentration regime. The two parameters of the fractional model build a comparison framework to assess the rheology of different viscoelastic materials. Graphic abstract: [Figure not available: see fulltext.]

AlkuperäiskieliEnglanti
Sivut1545-1558
Sivumäärä14
JulkaisuCellulose
Vuosikerta31
Numero3
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä2024
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - helmik. 2024
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Fractional rheology of colloidal hydrogels with cellulose nanofibers'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • CirPa: Aalto-R2B-Circular Panels

    Alava, M. (Vastuullinen tutkija), Mäkinen, T. (Projektin jäsen), Ranta, R. (Projektin jäsen), Kokkonen, V. (Projektin jäsen), Koivisto, J. (Projektin jäsen), Miranda Valdez, I. (Projektin jäsen), Mobredi, K. (Projektin jäsen), Lejon, J. (Projektin jäsen), Raukko, A. (Projektin jäsen), Mehtätalo, J. (Projektin jäsen), Shaikh, A. (Projektin jäsen), Silde, V. (Projektin jäsen), Ahmad, O. (Projektin jäsen), Hartikka, A. (Projektin jäsen), Magar, S. (Projektin jäsen), Vara, N. (Projektin jäsen) & Bhattarai, A. (Projektin jäsen)

    01/01/202330/06/2024

    Projekti: Business Finland: New business from research ideas (TUTLI)

  • Foam Wood: Manufacturing novel bio-based Wood-like foams by a continuous forming process

    Alava, M. (Vastuullinen tutkija), Puisto, A. (Projektin jäsen), Olsio, S. (Projektin jäsen), Karjalainen, A. (Projektin jäsen), Mohammed, A. (Projektin jäsen), Mäkinen, T. (Projektin jäsen), Ranta, R. (Projektin jäsen), Koivisto, J. (Projektin jäsen) & Jannuzzi Fonseca, L. (Projektin jäsen)

    01/01/202131/05/2022

    Projekti: Business Finland: New business from research ideas (TUTLI)

  • CERES FoamWood

    Alava, M. (Vastuullinen tutkija), Koivisto, J. (Projektin jäsen), Miranda Valdez, I. (Projektin jäsen), Rabensteiner, S. (Projektin jäsen) & Mac Intyre, J. (Projektin jäsen)

    01/01/202031/12/2021

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

Siteeraa tätä