J. Physique Lett. 45, 675-679 (1984)
DOI: 10.1051/jphyslet:019840045013067500

Mechanical stability of tenuous objects

Y. Kantor et T.A. Witten

Corporate Research Science Laboratories, Exxon Research and Engineering Co., Route 22 East, Annandale, NJ 08801, U.S.A.

Abstract
Low-density structures such as colloidal aggregates become increasingly easy to deform mechanically as their size increases. We use recently-proposed scaling properties of such aggregates to investigate the effects of thermal fluctuations and of gravitational forces on such structures. For typical colloidal aggregates, made of 100 A particles, the diameter may not exceed 103 to 104 particle diameters without significant distortion due to both thermal and gravitational effects. Constituent particles of this order of size are optimal : much larger or much smaller particles make mechanically less stable aggregates.

Résumé
Certaines structures de basse densité, telles que des amas colloïdaux, se déforment plus facilement lorsque leur taille augmente. Nous utilisons des propriétés d'homogénéité qui ont été récemment proposées afin d'étudier les effets dus aux fluctuations thermiques ainsi qu'aux forces de gravitation sur ces amas. Pour des amas colloïdaux typiques, formés de particules de taille 100 A, le diamètre ne doit pas dépasser 103 à 104 fois celui des particules sans que se produisent des déformations importantes dues à ces deux effets. Les particules composantes de cette taille sont optimales : un important changement de taille quelconque rendrait l'amas moins stable.

PACS
8270D - Colloids.

Key words
colloids -- mechanical properties of substances -- mechanical stability -- low density structures -- tenuous objects -- colloidal aggregates -- scaling -- thermal fluctuations -- gravitational forces