희생 마이셀 에너지 소산 (카세인-PAAm 강인화)

casein-PAAm-hydrogel의 강인화 메커니즘 (paper_068, Ma et al., ACS Appl. Mater. Interfaces (2016) 참조, Fig. 4). 두 가지 상보적 역할:

• PAAm 탄성 네트워크는 형상 회복성을 제공한다.
• 응집된 casein-micelle 네트워크는 희생 구조체로서 에너지 소산을 담당한다: 변형 하에서 응집된 마이셀 간의 소수성 결합이 점진적으로 파괴되고 (마이셀 간 마찰), 카세인 서브마이셀이 소성적으로 재배열되어 에너지를 소산시키고 균열 선단을 무디게 함으로써 노치가 진전 균열로 전파되지 않도록 억제한다.

근거

1. 90% 압축: 순수 PAAm은 취성 파괴를 보이고, 순수 카세인은 소성 변형 후 파괴되는 반면, 하이브리드 소재는 완전히 회복된다 (Ma et al., ACS Appl. Mater. Interfaces (2016) 참조, Fig. 2).
2. 반복 하중: 재하중 시 이력 현상 및 응력 연화 → 비가역적 에너지 소산 (Fig. 4e).
3. 임계값: 카세인 2–4 wt%에서 신장성이 발현되기 시작하는 점은 마이셀 간 접촉의 퍼콜레이션이 필요조건임을 시사한다 (Fig. 4c).

hydrogel-fracture-energy를 향상시킨다 (α = 32 wt%에서 ~3000 J/m²).

타당하나 현장(in-situ) 미확인. 마이셀 마찰 및 서브마이셀 소성 변형 경로는 벌크 역학으로부터 추론된 것으로, in-situ SAXS / cryo-TEM에 의한 검증은 제공되지 않았다.