团聚纳米粒子广泛应用于增强高分子材料，最典型的例子是发展于上世纪初期的炭黑增强橡胶复合材料。有意思的是，人们对其增强机理的研究要晚于实际应用。从最经典的爱因斯坦流体力学方程开始，研究者发展了一系列的经验模型用于描述团聚纳米粒子的增强行为。然而，如何根据团聚纳米粒子的特征结构构建定量化的模量增强本构模型仍具有巨大的挑战。

图1. 透射电镜图像分析团聚粒子网络间特征尺寸(a)和统计结果(b)，(c)粒子团聚体尺寸分布，(d-e)团聚纳米粒子的特征结构与粒子浓度的关系。

图2. (a)橡胶平台模量与粒子浓度关系，(b)粒子网络模量与粒子浓度关系。

图4. (a) 高分子基体的线性黏弹性和模型结果，(b-d) 团聚纳米粒子/高分子复合材料的线性黏弹性及模型结果。

  以上工作建立的团聚纳米粒子的结构分析方法、粒子松弛行为与线性黏弹性之间定量关系的研究，有助于加深对团聚纳米粒子增强复合材料的机理认识，也为下一步研究团聚纳米粒子在快速大形变下的结构演变和模量增强行为奠定了良好的表征分析方法和理论认识基础。

  论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c02080