分层液体中弹跳的油滴及其突然死亡

当液滴浸没于存在浓度梯度的另一种液体中时，能够自推进。本文报道了在垂直分层的乙醇/水混合液中自推进油滴的实验与数值研究：起初，液滴因重力缓慢下沉，但在到达密度匹配位置之前突然向上跃起。更显著的是，液滴反复弹跳且跳跃距离不断增大，直至约30分钟后突然停止。我们确认液滴/液体界面的马兰戈尼应力是跃起的原因：其强度呈指数增长，因为它向下拉动富乙醇液体，而这又进一步增大其强度。跳跃过程之所以能重复是因为重力使系统恢复。最后，跳跃液滴的突然死亡也得到了解释。我们的发现展示了一类在连续介质中无壁面或尖锐界面的显著液滴弹跳。