柱粒子悬浮液可在无热无摩擦颗粒的最小倾斜角以下拥有非零倾斜角

我们研究了浓稠悬浮液中单粒子硅氧化物粒子（直径为 $2$ $\mu m$ 至 $7$ $\mu m$）的堆积倾斜角 ${\theta}_r$，通过水填装的微流控旋转鼓实验，以探寻热力（胶体）和非热力（颗粒）范畴之间的临界现象。对于最小粒子而言，热力振动促进缓慢的渐流运动，堆积总是会完全平整化，无论其初始倾斜角如何，结果导致 ${\theta}_r = 0$。在临界粒子尺寸以上，柱状物堆停止流动，呈现有限的倾斜角 ${\theta}_r$，随粒子尺寸而增大，但仍低于无热无摩擦颗粒材料的最小预期值：$0 < {\theta}_r < {\theta}_{ath} \approx 5.8{\deg}$。我们随引力 Péclet 数 $Pe_g$ 对 arrested 动力学进行量化，后者表征了粒子重量与热力振动之间的竞争。我们的测量结果与最近的黏性流变模型 [Billon 等，Phys. Rev. Fluids 8, 034302, 2023] 一致，其中 arrested 状态源于当颗粒压力相对于热压力增大时，玻璃临界与拥挤临界之间的临界现象。