流体界面处薄三角棱柱的毛细驱动结合

我们观察到在平坦空气-水界面处薄等边三角棱柱之间的毛细驱动结合。等边三角形面的边长为 120 $\mu m$，棱柱的厚度在 2 到 20 $\mu m$ 之间变化。对于厚度与长度之比 (T/L) 为 1/10 或更小的情形，成对的三角形优先以尖端对尖端或尖端对中点边的构型结合；对于厚度为 T/L = 1/5 的粒子对，一个三角形的尖端结合到另一个三角形边上的任意位置。小 T/L 比下不同的结合构型源于棱柱的实际弯曲，这是其制备过程中产生的一种特性。当弯曲的棱柱置于空气-水界面时，会出现两种不同的极性状态：棱柱的中心质量位于界面之上或之下。界面钉扎在棱柱凹面的边缘，导致界面轮廓类似于毛细六极子，但在靠近粒子处存在重要偏差，从而实现定向结合。我们给出了这些棱柱间毛细相互作用的相应理论与数值分析，并展示了粒子弯曲与接触线钉扎如何产生类毛细六极子的相互作用，从而导致两组不同的、高度定向的结合事件。所有 T/L 比的棱柱均自组装成跨空间的开放网络；该结果提出了用于制备有序开放结构（如 Kagome 晶格）构筑基元的设计参数。