多个表面纳米气泡与纳米液滴的扩散相互作用：收缩、生长与粗化
流体动力学
2020-02-06 v1 软凝聚态物质
摘要
表面纳米气泡是浸没基底上纳米尺度的球冠形气态区域，即便持续数天也保持稳定。在单表面纳米气泡的稳定性得到理论解释（即需要接触线钉扎与气体过饱和以抵抗扩散溶解而稳定 [Lohse and Zhang, Phys. Rev. E 91, 031003 (R) (2015)]）之后，本文关注多个纳米气泡的集体扩散相互作用。为此，我们针对扩散方程开发了带适当边界条件的有限差分格式，并采用浸入边界法表征生长或收缩的气泡。该格式经 Epstein 与 Plesset 对体相气泡的精确结果 [J. Chem. Phys. 18, 1505 (1950)] 以及 Lohse 与 Zhang 对表面气泡的结果验证后，被用于描述竞争生长纳米气泡的粗化过程。此类扩散相互作用纳米气泡的粗化过程随时间推进及气泡间距增大而减缓。本文关于表面纳米气泡的结果同样适用于浸没表面纳米液滴，而后者已有对粗化过程控制更好的实验结果为据。
引用
@article{arxiv.2002.01868,
title = {Diffusive interaction of multiple surface nanobubbles and nanodroplets: shrinkage, growth, and coarsening},
author = {Xiaojue Zhu and Roberto Verzicco and Xuehua Zhang and Detlef Lohse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.01868},
year = {2020}
}