通过温度梯度控制干燥粒子悬浮液中的分层

利用分子动力学模拟研究了一种控制双分散粒子干燥悬浮液中分层现象的潜在策略。当悬浮液在快速干燥过程中保持恒温时，会呈现“小粒在上”的分层，即较小（较大）粒子在干燥膜顶部区域聚集（耗竭），这与当前基于扩散泳的理论预测一致。然而，当仅靠近基底的区域被恒温热化时，由于液-气界面的蒸发冷却，悬浮液中会形成负温度梯度。由于相关的热泳对较大纳米粒子更强，在快速蒸发速率下较高比例的大纳米粒子迁移至干燥膜顶部。结果分层转变为“大粒在上”。在干燥悬浮液中施加正热梯度可产生极强的“小粒在上”分层。在此我们探索通过使蒸气温度高于溶剂温度来产生正热梯度的方法。并提出了在溶剂蒸发悬浮液中实现多种热梯度、从而在干燥膜中产生不同分层状态的实验途径。