乳液液滴的主动布朗运动：界面粗化动力学与旋转扩散
软凝聚态物质
2016-08-25 v1
摘要
浸入含表面活性剂油相中的微米级溴水液滴能够游动（S. Thutupalli, R. Seemann, S. Herminghaus, New J. Phys. 13 073021 (2011)）。溴在液滴界面与表面活性剂反应，生成表面活性剂混合物。由于溶质毛细马兰戈尼流，该混合物可自发相分离，从而推动液滴运动。我们通过界面混合物序参量的扩散-平流-反应方程（包含热噪声）并将其与流体流动耦合来建模该系统。超越先前工作，我们阐明了轴对称游泳态中表面活性剂混合物朝向相分离的粗化动力学。粗化分两步进行：初始域尺寸缓慢增长，随后近乎弹道式生长。在更大时间尺度上，局部表面活性剂组成的热涨落引发游泳方向的随机变化，液滴表现为持续随机行走，正如实验中所观察到的。数值解表明旋转关联时间随噪声强度倒数的平方标度。我们通过混合物序参量涨落的微扰理论证实了该标度，从而将主动乳液液滴确定为主动布朗粒子。
引用
@article{arxiv.1608.02571,
title = {Active Brownian motion of emulsion droplets: Coarsening dynamics at the interface and rotational diffusion},
author = {Maximilian Schmitt and Holger Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.02571},
year = {2016}
}
备注
15 pages, 8 figures