Our study refers to the highly stretchable elastomer PDMS (polydimethylsiloxane), a material used with a wide range of applications. Its basic mechanical properties can be tuned, e.g., by varying the curing conditions; moreover, its surface properties can be tuned by modification techniques. We modified our PDMS by irradiating the samples with an excimer lamp at 172 nm. Such a treatment hardens the elastomer at the surface, and it becomes silicalike; the sample changes to a “quasi” two-layer system with a graded interface. When such samples are stretched, surface cracks occur beyond a critical strain. The increase of crack length with increasing strain is evaluated by means of video screenshots. The impact of the curing conditions is addressed by analyzing samples prepared at different cross-linking temperatures, resulting in differing bulk properties but similar surface properties. Crack length and crack velocity are evaluated with each sample based on single randomly chosen cracks. The results are discussed on the basis of theoretical concepts for channeling cracks in multilayer systems with polymeric substrates. Typically, with applications, random cracks should develop at high strain only and, if present, should propagate slowly along the surface but not into the depth of the sample. Our investigation shows that the mechanical material properties of the substrate are vital with respect to such stable cracking, rather than the surface properties. In particular, the curing conditions chosen for the substrate are essential to reduce cracking, a fact less regarded with applications so far.

中文翻译：

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通过视频分析评估表面硬化聚二甲基硅氧烷表面裂纹的见解

我们的研究涉及高度可拉伸的弹性体 PDMS（聚二甲基硅氧烷），这是一种具有广泛应用的材料。它的基本机械性能可以调整，例如，通过改变固化条件；此外，它的表面特性可以通过改性技术进行调整。我们通过用 172 nm 的准分子灯照射样品来修改我们的 PDMS。这种处理使表面的弹性体变硬，变成二氧化硅状；样品变为具有渐变界面的“准”两层系统。当此类样品被拉伸时，会出现超出临界应变的表面裂纹。通过视频截图评估裂纹长​​度随应变的增加而增加。通过分析在不同交联温度下制备的样品来解决固化条件的影响，导致不同的体积特性但相似的表面特性。基于单个随机选择的裂纹，对每个样品评估裂纹长​​度和裂纹速度。讨论结果是基于在具有聚合物基材的多层系统中引导裂缝的理论概念。通常，在应用中，随机裂纹应仅在高应变下发展，如果存在，应沿表面缓慢传播，但不会进入样品的深度。我们的研究表明，基材的机械材料特性对于这种稳定的开裂至关重要，而不是表面特性。特别是，为基材选择的固化条件对于减少开裂至关重要，到目前为止，这一事实在应用中很少被考虑到。基于单个随机选择的裂纹，对每个样品评估裂纹长​​度和裂纹速度。结果是在聚合物基材多层系统中通道裂缝的理论概念的基础上进行讨论的。通常，在应用中，随机裂纹应仅在高应变下发展，如果存在，应沿表面缓慢传播，但不会进入样品的深度。我们的研究表明，基材的机械材料特性对于这种稳定的开裂至关重要，而不是表面特性。特别是，为基材选择的固化条件对于减少开裂至关重要，到目前为止，这一事实在应用中很少被考虑到。基于单个随机选择的裂纹，对每个样品评估裂纹长​​度和裂纹速度。结果是在聚合物基材多层系统中通道裂缝的理论概念的基础上进行讨论的。通常，在应用中，随机裂纹应仅在高应变下发展，如果存在，应沿表面缓慢传播，但不会进入样品的深度。我们的研究表明，基材的机械材料特性对于这种稳定的开裂至关重要，而不是表面特性。特别是，为基材选择的固化条件对于减少开裂至关重要，到目前为止，这一事实在应用中很少被考虑到。结果是在聚合物基材多层系统中通道裂缝的理论概念的基础上进行讨论的。通常，在应用中，随机裂纹应仅在高应变下发展，如果存在，应沿表面缓慢传播，但不会进入样品的深度。我们的研究表明，基材的机械材料特性对于这种稳定的开裂至关重要，而不是表面特性。特别是，为基材选择的固化条件对于减少开裂至关重要，到目前为止，这一事实在应用中很少被考虑到。结果是在聚合物基材多层系统中通道裂缝的理论概念的基础上进行讨论的。通常，在应用中，随机裂纹应仅在高应变下发展，如果存在，应沿表面缓慢传播，但不会进入样品的深度。我们的研究表明，基材的机械材料特性对于这种稳定的开裂至关重要，而不是表面特性。特别是，为基材选择的固化条件对于减少开裂至关重要，到目前为止，这一事实在应用中很少被考虑到。我们的研究表明，基材的机械材料特性对于这种稳定的开裂至关重要，而不是表面特性。特别是，为基材选择的固化条件对于减少开裂至关重要，到目前为止，这一事实在应用中很少被考虑到。我们的研究表明，基材的机械材料特性对于这种稳定的开裂至关重要，而不是表面特性。特别是，为基材选择的固化条件对于减少开裂至关重要，到目前为止，这一事实在应用中很少被考虑到。