复杂环境中胶体和乳液的扩散泳输运

化学梯度在多孔和拥挤环境中普遍存在，包括土壤、过滤器、织物、组织、水凝胶、生物膜和活细胞。它们源于驱替前沿、溶解和沉淀、离子交换、代谢、根系分泌物、蒸发、气体溶解、冻融循环和外部施加的化学处理。这些梯度可以通过扩散泳驱动胶体、大分子和乳液液滴，同时沿限制表面驱动扩散渗流。多孔介质中胶体输运的经典模型强调水动力弥散、表面相互作用、应变、沉积、脱离和过滤。本章将扩散泳置于该更广泛的输运框架内，并回顾了多孔介质如何产生、拉伸、分散和维持驱动趋化运动的溶质梯度。我们首先讨论化学梯度的来源以及扩散和混合之间的区别，然后总结经典胶体输运、扩散泳和扩散渗流的最小物理化学模型，以及用于研究这些效应的实验平台。特别强调了最近的结果，这些结果表明扩散溶质前沿可以通过延长驱动力持续时间来增强从死端孔隙中的趋化去除，并且流动路径内的跨流线迁移可以将宏观突破和弥散改变几个数量级。最后，我们讨论了乳液液滴、多相流、受限和活介质以及开放问题，包括从二维微模型中的代数混合到三维多孔介质中的混沌混合的转变。