复杂流体(complex fluid)是有时表现为固体有时又可以流动的材料,其状态取决于所受作用力的大小及作用时间。复杂流体发生液固转变的粘弹谱分为两种类型,本文分别称为第Ⅰ类和第Ⅱ类。我们选用一种胶体凝胶(人造水辉石悬浮液)和一种高分子凝胶(明胶)作为模型实验体系研究复杂流体液固转变的粘弹谱,探究粘弹谱类型对样品初态和观察尺度的依赖性,并讨论其微观机理。本研究的主要内容和结果如下:1.利用多波测试(Oscillation multi-wave test)表征了经历预剪切后的不同组分(粒子浓度、盐浓度)人造水辉石悬浮液样品的液固转变过程,样品表现出两类液固转变粘弹谱。根据各组分样品的粘弹谱类型建立了c_S-c_L分布图,发现样品粘弹谱类型主要取决于粒子浓度,对盐浓度不敏感。通过模拟计算得到不同组分样品体系等效模型的相互作用势能,结合c_S-c _L分布图、势能曲线和预剪切作用三者之间的关系,得出了预剪切为样品提供的能量影响体系中团簇形成的方式,从而影响最终液固转变粘弹谱类型的结论。2.分别通过宏观流变下的多波测试和微观流变下的多粒子示踪法考察了6 wt%明胶水溶液的液固转变过程,首次发现同一体系在不同观察尺度下表现出两类液固转变粘弹谱的行为。在宏观流变下,明胶样品的液固转变为第Ⅱ类转变;在微观流变下,其液固转变粘弹谱为第Ⅰ类。基于多粒子示踪法存在尺度效应的事实,推测明胶体系的液固转变粘弹谱类型对观察尺度存在依赖性。3.设计并搭建了主动式微流变平台,该平台克服了磁镊技术只可以操控单个粒子的局限性,可同时操控多个粒子,并具备探测样品局部结构信息的能力。该主动式微流变平台为建立观察尺度介于宏、微观流变之间的表征方法提供了可靠的方案和实验基础。利用该设计提供的方法和原理,选择粒径大小合适的探针粒子,可以建立微观至宏观连续的观察尺度空间,从而帮助理解液固转变过程对观察尺度的依赖性。