封闭流体二极管中的临界压力不对称性
软凝聚态物质
2020-06-02 v1
摘要
物理与化学图案化表面相结合，可实现对流体流动的高效被动操控。许多此类表面仅允许单向流动，因此常被称为流体二极管。这些结构的合成类似物正成为从雾收集可持续集水到改进伤口敷料的使能技术。一种关键的流体二极管几何结构特征为夹在两个吸收性基底之间的孔隙，该设计对于需要捕获液体同时防止回流的应用十分重要。然而，由于进入孔隙的液体需要低拉普拉斯压力、而离开的液体需要高拉普拉斯压力，封闭孔隙作为有效流体二极管的设计尤为困难。本文中，我们计算了具有化学梯度的多种锥形孔隙设计下流体双向流动时的拉普拉斯压力。我们表明，一般而言，这种化学梯度是实现进入与流出液体间最大临界压力差所必需的。最后，我们讨论了最大化该临界压力不对称性的优化策略。
引用
@article{arxiv.2006.00957,
title = {Critical pressure asymmetry in the enclosed fluid diode},
author = {Jack R. Panter and Yonas Gizaw and Halim Kusumaatmaja},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00957},
year = {2020}
}
备注
14 pages, 13 figures, includes SI at end