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过密界面组装体中微滴的弹道式喷射

软凝聚态物质 2023-02-23 v2

摘要

自发乳化源于表面活性剂在液-液界面的组装与累积,是一种界面不稳定性,其中微滴生成并从界面扩散直至完全乳化。在此,我们展示外磁场可调控顺磁性纳米颗粒表面活性剂(NPSs)在液-液界面的组装,并触发界面上 NPSs 面密度的过饱和,这由界面张力 {\gamma} 的显著降低所证明,并与磁静力学连续介质理论相印证。尽管 {\gamma} 显著降低,磁场的存在并未使稳定界面变得不稳定。然而,在快速撤去磁场时,会发生从表面爆发性喷射出一束微滴的现象,这是一种被称为爆炸性乳化的动态界面不稳定性。该爆发性事件迅速将 NPSs 的面密度降至施加磁场前的水平,从而稳定界面。外部抑制或触发爆炸性乳化以及受控生成数万微滴的能力,揭示了一种高效的能量存储与释放过程,其潜在应用包括利用微滴的铁磁性实现化学品的受控定向递送和远程控制的软微机器人。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.04109,
  title  = {Ballistic Ejection of Microdroplets from Overpacked Interfacial Assemblies},
  author = {Xuefei Wu and Gautam Bordia and Robert Streubel and Jaffar Hasnain and Cássio C. S. Pedroso and Bruce E. Cohen and Behzad Rad and Paul Ashby and Ahmad K. Omar and Phillip L. Geissler and Dong Wang and Han Xue and Jianjun Wang and Thomas P. Russell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.04109},
  year   = {2023}
}

备注

Main text and supporting information. See https://berkeley.box.com/s/tmfzh0c1gj2r7aoz7klbsmvmbcakm269 for supporting videos