Nanostructure and interfacial mechanical properties of PEG/cellulose nanocomposites studied with molecular dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Our starting hypothesis is that Polyethylene glycol (PEG) can be utilized to mix with the biopolymers for consolidating fiber-reinforced composites without deteriorating their hygro-mechanical properties. The effect of PEG on the shear strength during pull-out of crystalline cellulose (CC) fiber out of an amorphous cellulose matrix is simulated with molecular dynamics. The interfacial shear stress shows a stick-slip behavior and is weakened with increasing moisture content. Shear strength increases at low moisture content, manifesting a slight strengthening of interfacial mechanical property due to cohesive forces exerted by the water molecules. At higher moisture content, shear strength is reduced due to breakage of the hydrogen bonds between CC and matrix by water molecules. When adding PEG, amorphous cellulose around the crystalline fiber is replaced by PEG, forming a mixture with amorphous cellulose. It is found that PEG-treated CC-AC composite maintains its shear strength and the presence of PEG does not deteriorate the dependence of the shear strength on moisture content. A shear strength model based on the number of hydrogen bonds between the fiber and the matrix is developed, which validates our initial hypothesis by unraveling the fundamental mechanisms at play. The model reveals that, although the shear strength per hydrogen bond between the fiber and PEG is lower than the shear strength per hydrogen bond between the fiber and amorphous cellulose, the final shear strength is partly compensated by an increase in the total number of hydrogen bonds with increasing PEG ratio. Since PEG reduces the moisture content in the composite at low relative humidity, PEG treated wood in museum conditions will show enhanced shear strength. The framework is a basis for further investigation of realistic archaeological wood with PEG-treatment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».