带表面活性剂的静止水滴的共聚
软凝聚态物质
2024-03-19 v1 流体动力学
摘要
目前大多数研究聚焦于自由悬浮水滴的共聚,关于静止水滴的共聚尤其是含表面活性剂的水滴的共聚了解甚少。本文采用大规模分子动力学模拟来研究不同润湿性基底上的这种现象。特别是,我们阐明了表面活性剂在共聚过程中的质量输运机制,从而解释了该过程的关键机制。发现静止水滴共聚与自由悬浮水滴在接触角大于 90{\deg} 时具有高度相似性,当静止水滴的接触角大于 140{\deg} 时,二者几乎相同。初始接触点形成的初始接触薄膜会破裂成包裹的聚集体。在接触角小于 90{\deg} 时,初始接触点变为细小且线状,显著影响该过程的许多方面,使水从一开始就参与共聚。我们发现在强润湿基底上,桥长增长速率符合 2/3 次方律,但没有线性增长的证据。总体而言,桥长增长速度随润湿性增加而提升,但加速效应随着表面活性剂浓度的增大而变得更弱,同时与纯水相比,整体共聚过程变慢。同时,强润湿基底上的初始热限制阶段持续时间显著延长,几乎增加了一个数量级。
引用
@article{arxiv.2403.10535,
title = {Coalescence of sessile aqueous droplets laden with surfactant},
author = {S. Arbabi and P. Deuar and R. Bennacer and Z. Che and P. E. Theodorakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10535},
year = {2024}
}
备注
28 pages, 10 figures