无接触微粒浓悬浮液流动动力学中的老化现象

本研究表明，无接触二氧化硅微粒密集堆积体的自由表面流动动力学取决于流动前的静置时间。微流控转鼓实验揭示，较长的静置时间会导致流动起始延迟和流速降低，两者均随静置时间呈对数演化。这些类似老化的效应在初始倾斜角低于无热休止角的热驱动蠕变流动堆积体中更为显著，而初始倾斜角高于该休止角的堆积体中，重力驱动流动倾向于逐渐消除老化效应。此外，我们展示了堆积分数在静置期间不变，且老化现象在单分散和多分散堆积体中均会发生，表明时间依赖行为的出现无需结晶。值得注意的是，使颗粒重新分散的剧烈搅拌能完全恢复堆积体至初始状态，证明观察到的效应并非由样品退化引起。这些发现证明了静止悬浮液中存在一种介于胶体介质和颗粒介质之间的老化形式，其中相对于颗粒重量仍显著的热涨落逐渐稳定系统，使其对流动和变形更具抵抗力。