elongated 孔隙基质中自发渗吸过程中的异常前沿展宽

在自发渗吸过程中，润湿液体在毛细力作用下被吸入多孔介质。在孔隙长度与直径相当的系统（如纸张和沙子）中，传播液体的前沿会形成连续的界面。由于有效表面张力的作用，该界面的各部分以高度相关的方式推进，从而限制了前沿的展宽。在此，我们研究了水在纳米多孔玻璃（Vycor）中的渗吸过程，其中孔隙的长度远大于其宽度。在这种情况下，无法形成具有合并弯月面的连续液 - 气界面。通过中子成像实验观察到了异常快速的渗吸前沿粗糙化现象。我们提出了一种理论孔隙网络模型，其结构细节适配于 Vycor 玻璃的微观孔隙结构，并表明该模型展现出与实验中观察到的相同的大尺度粗糙化特征。模型预测弯月面的运动是不相关的。这表明，尽管网络具有连通性，但表面张力对渗吸前沿粗糙化的平滑效应可以忽略不计。这些结果暗示了一类新的渗吸行为普适类，预计在任何具有随机半径的 elongated 互联孔隙的基质中都会发生。