液体浸润微尺度毛细管中从剪切驱动到热激活排液的转变
软凝聚态物质
2016-10-19 v1 数学物理
math.MP
摘要
充满粘性液体的毛细沟槽的剪切驱动排液是一种动态润湿现象，与众多工业过程和新型润滑剂浸润表面相关。先前的研究报道，即使施加较大的剪切应力，毛细沟槽的有限长度 仍可无限期地保持充满液体。阻止完全排液的机制归因于剪切驱动流与由自由表面变形引起的毛细压力驱动的逆流之间的平衡。最终的平衡长度 由填充液体的物理性质以及毛细管的几何形状和润湿性唯一确定。在这项工作中，我们仔细研究了趋近最终平衡长度 的过程，并报告了向缓慢排液状态的转变，这种转变无法用仅考虑流体动力和毛细力的传统动力学模型来描述。实验中观察到的缓慢排液状态反而可以通过一个动力学方程来模拟，该方程描述了由纳米尺度表面缺陷引起的多个亚稳态之间的一系列随机热激活跃迁。我们的发现为自然或工程化的纳米尺度表面粗糙度在毛细管的吸液和排液以及微尺度系统中其他动态润湿过程中所起的关键作用提供了新的见解。
引用
@article{arxiv.1605.03671,
title = {Crossover from Shear-Driven to Thermally Activated Drainage of Liquid-Infused Microscale Capillaries},
author = {Carlos E. Colosqui and Jason S. Wexler and Ying Liu and Howard A. Stone},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.03671},
year = {2016}
}