研究揭示微粒如何增强橡胶强度 ^{CEFR B1}

增强橡胶对轮胎等产品很重要。由南佛罗里达大学工程学院（University of South Florida College of Engineering）教授 David Simmons 领导的研究团队在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上发表了新的研究成果。参与者包括 USF 博士后学者 Pierre Kawak 和博士生 Harshad Bhapkar。

团队用约 1,500 次分子动力学模拟，总计约 15 年的计算时间，通过改进的炭黑及其在橡胶中分散行为模型，再现了数十万原子之间的相互作用。这使他们能检验纳米尺度上难以直接观察的假设。

研究指出的关键机制是泊松比不匹配：炭黑颗粒像微小支点，阻止橡胶在拉伸时过度变薄，从而导致体积变化受到材料抵抗，整体变得更硬、更强。研究还把先前提出的颗粒网络和颗粒附近的粘性相互作用等机制纳入一个统一解释中。资助来自美国能源部科学办公室。