A study on non-newtonian surface viscosity

Summary

An equation for pseudoplastic surface viscosity was deduced to explain the structures and properties of polypeptide monolayers. In deduction of the equation, it was assumed that the surface viscosity of polymers is related to the energy loss due to the flow of twodimensional aggregates “rafts” and the shear rate dependence of the surface viscosity is attributed to the variation in the size of two-dimensional aggregates in monolayers.

The surface viscosityη at a shear rateD is expressed as,

$$\eta = \eta _\infty + (\eta _0 - \eta _\infty )/(1 + \beta D^\alpha )$$

where,α is a parameter related to the contributions to surface viscosities of raft-to-raft contact and raft-towater interaction,β is a parameter showing the velocity of rupture of raft structures due to the shearing force andη ₀ andη _∞ are the limiting surface viscosities observed at zero and an infinite rates of shear, respectively.

It is possible to determine the size and rigidity of the two-dimensional aggregate in monolayers using this equation.

Zusammenfassung

Eine Gleichung wurde für die pseudoplastische Oberflächenviskosität abgeleitet, um Struktur und Eigenschaften monomolekularer Schichten von Polypeptiden zu erklären. Es wird angenommen, daß die Oberflächenviskosität mit dem Verlust der Energie, der durch das Fließen der zweidimensionalen Aggregate („Flöße“) hervorgebracht wird, zusammenhängt. Die Abhängigkeit der Oberflächenviskosität von der Schergeschwindigkeit wird mit Veränderungen der Größe der zweidimensionalen Aggregate in Verbindung gebracht.

Die Oberflächenviskositätη als Funktion der SchergeschwindigkeitD wird folgendermaßen ausgedrückt:

$$\eta = \eta _\infty + (\eta _0 - \eta _\infty )/(1 + \beta D^\alpha )$$

. Hierin sindα ein Parameter, der den Beitrag infolge der Floß-Floß-Kontakte und der Floß-Wasser-Wechselwirkung der Oberflächenviskosität bedeutet,β, der Parameter, der die Bruchgeschwindigkeit der FloßStruktur entsprechend der Schubkraft bedeutet, und η₀ und η_∞ die kritischen Oberflächenviskositäten für Null und unendlich als Schergeschwindigkeit.

Es ist möglich, daß mittels der obigen Gleichung die Größe und die Steifheit von zweidimensionalen Aggregaten in monomolekularen Schichten zu bestimmen.