颗粒包覆液滴的扩散：颗粒尺寸的微妙作用

许多自然和工业系统涉及颗粒化界面。由于界面颗粒能够防止液滴的合并与粗化，它们在需要稳定乳状液的各类应用中具有前景。尽管这些颗粒在稳定乳状液方面表现出显著能力，但如何表征颗粒对溶解溶质界面传输的影响仍然具有挑战性。本文通过将颗粒包覆液滴限制在二维构型中，定量测量了来自单个颗粒包覆液滴的扩散。利用荧光显微镜，我们提取了荧光染料扩散过程中的强度轮廓，获得了浓度场的时空测量结果。在一系列颗粒尺寸范围内，颗粒对扩散施加的阻力极小。我们用一个将界面质量传递与颗粒包覆界面耦合的数学模型来解释这一反直觉的结果。我们表明，颗粒单分子层控制了跨越界面的通量的时间动力学，仅在超出最密堆积极限的极端覆盖分数下才阻碍传输。这一框架揭示了颗粒为何常常无法阻碍扩散，为利用颗粒稳定乳状液中的质量传递开辟了新途径。