探索水动力相互作用在球形约束干燥悬浮液中的作用

我们使用动态密度函数理论 (DDFT) 和粒子基模拟方法研究受约束于干燥球形滴液中的悬浮颗粒分布。特别关注典型于室温下水性滴液干燥的迁移主导 regime，系统性地考察此非平衡过程中水动力相互作用的作用。在此 regime 下，干燥会在滴液内部产生显著的瞬态粒子浓度梯度，液-气界面处粒子聚集显著。我们发现，若考虑粒子间的两体水动力相互作用而非自由迁移近似，上述浓度梯度会显著增大；然而，液体-气相界面处的溶剂边界条件 (无界、滑移或无滑移) 对粒子分布影响不大。DDFT 计算在利用干燥滴液的径向对称性时，与粒子基模拟在自由迁移水动力学下保持良好一致；但在考虑两体水动力相互作用后，随着干燥过程中粒子浓度升高，DDFT 预期不符合实际，表现为粒子从滴液中被喷出。我们推测此不物理行为源于基于 bulk 成对相关函数对两体密度相关的近似不准确，该推测通过测量受约束平衡状态下的两体密度相关函数得到支持。我们指出了在 DDFT 中解决此问题的若干潜在策略。