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  高分子非線性流變學是發展高效、節能高分子材料及其加工技術的學科基礎，可以為相關產業鏈的設計和調整提供理論指導。與短鏈高分子流體相比，纏結高分子流體(濃溶液或熔體)的應力松弛、黏度和質心擴散等都受到高分子鏈纏結效應的影響。因此，近半個世紀以來，纏結效應成為了高分子流變學領域研究的前沿和焦點。

  針對該體系，Doi和Edwards等基于單鏈平均場近似建立的“管子模型”(圖1)奠定了現代高分子流體非線性流變學的基礎，也標志著人類描述纏結高分子流體流變行為步入了分子流變學時代。雖然“管子模型”成功地推導出了幾乎所有物理量，描述了纏結高分子流體的近平衡態性質乃至復雜的非線性流變學過程，并針對部分典型流變學現象進行了改進和完善，但是該模型并沒有從第一性原理上處理高分子鏈-鏈間的纏結相互作用，也很難解釋一些新的流變學現象，如約化松弛模量的重疊時間問題、宏觀流動現象、單軸拉伸后結構因子的演化行為。因此，纏結高分子流體流變學理論的發展與完善仍未停止，許多新的物理本質還有待學者們更為深入地理解。

圖1 管子模型將作用在測試鏈上的復雜多鏈相互作用(a)簡化為一條光滑無勢壘的管道對原始鏈的限制作用(b)

  雖然“管子模型”是高分子物理學中的基本模型，但是國內并沒有專著深入討論該模型及相關的流變學問題。對此，中國科學院長春應用化學研究所安立佳研究員課題組在《高分子學報》2018年12期的綜述上，詳細介紹了：

  (1) Doi-Edwards“管子模型”的基本概念、鏈松弛及擴散性質等物理量，及本構方程的數學推導過程；

  (2)“管子模型”修正效應(鏈長漲落效應、約束釋放效應和對流解約束釋放效應)的物理圖像及重要推論，及現階段最為完善的GLaMM理論及相關物理參數的意義；

  (3)“管子模型”所面臨的挑戰。

  最后，總結了“管子模型”的成功與不足之處，并對高分子非線性流變學領域的未來發展趨勢，以及面臨的機遇和挑戰進行了簡明扼要的展望。在描述快速大形變條件下纏結高分子流體的非線性流變行為時，人們不應忽略纏結點的破損和重組等問題，所以需要重新考慮“管子模型”的單鏈平均場假設，引入多鏈相互作用等，甚至需要建立分子流變學新的理論范式。值得指出的是，逐漸被邊緣化的“瞬態網絡模型”有可能再次成為學者們重點關注的對象。希望通過本綜述，可以加深我國讀者對“管子模型”的認識和理解，吸引更多的研究生和青年學者投身于纏結高分子流體流變學研究，為我國高分子流變學和高分子動力學的發展做出貢獻！

  論文鏈接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304.2018.18172