孔隙介质中胶体的扩散相位输运

理解胶体在拥挤环境中的运动方式对于掌控其在药物递送、滤除、污染物/微塑料治理和农业等应用中的传输至关重要。经典的胶体在孔隙介质中的输运模型依赖于介质的几何特征，以及水动力/非水动力平衡相互作用来预测其行为。然而，化学梯度在这些环境中无处不在，可能导致胶体的非平衡扩散相位迁移。本文结合微流控实验、数值模拟和理论建模，展示了扩散相位导致孔隙介质中胶体离散发生显著宏观变化。我们用盐浓度更高/更低的背景盐溶液取代分散在其中的胶体悬浮液，并监测胶体从介质中的移除情况。尽管混合削弱了溶质梯度，导致扩散相位速度远小于背景流体速度，但我们表明，胶体的横向迁移改变了其通过介质的总时程和离散程度，相对于无盐梯度控制案例而言，变化幅度可达一个数量级。我们的观察表明，溶质梯度调制了几何无序对输运的影响，指向了为获得面向技术、医疗和环境应用的预测性输运模型，必须重新审视经典的胶体输运模型。