含溶解离子表面活性剂的非极化流体液滴的扩散相位作用

我们研究了含有溶解离子表面活性剂的非极化液滴的扩散相位作用，其表面电荷源自表面活性剂在流体-流体界面上的吸附。与假设固定表面电荷或界面与相邻电解质间瞬时平衡的 prior 工作不同，我们基于包含 Langmuir 吸附-脱附动力学和有限表面扩散的质量平衡框架构建界面传输方程。通过脱项方法求解耦合电动力学问题。推导了不溶解表面活性剂情形下的液滴迁移率及界面速度解析表达式。我们指出，假设均匀且不动的表面电荷会导致不物理的预测，包括负化学相位和奇异迁移率，而允许表面电荷通过界面表面活性剂 Redistribution 而演化，则可得到连续且物理上一致的液滴扩散相位行为。发现界面动力学交换在决定液滴扩散相位中起核心作用。增加脱附速率可增强表面活性剂的 Redistribution 与 Marangoni 应力，削弱负迁移率，通过电迁移与化学相位贡献之间的竞争逆转运动方向，随后导致正迁移率显著增强，直至在传输受限极限处趋于饱和。黏度比及不同盐类电解质组成对迁移率的依赖进一步表明，混合电解质为调控液滴运动提供了稳健的手段。本研究凸显了有限速率表面活性剂动力学与界面传输在决定流体颗粒扩散相位中的关键作用，对在微流控及可变盐浓度环境中操控液滴具有深远意义。