铁电液体液滴在铁电固体表面的爆炸性静电失稳

我们研究了暴露于铌酸锂铁电晶体衬底热释电场的铁电液体液滴的静电行为。该铁电液体为一种向列相液晶，其中分子偶极子的近乎完全极性有序在局部产生与分子平均长轴共线的宏观极化。通过降温从向列相进入铁电相时，液晶液滴发生机电失稳，并通过流体射流的爆炸性发射而解体。这些射流多为界面射流，在衬底表面铺展，并呈现分形分支为更小的流束，最终破裂形成次级液滴。我们将此行为理解为带电流体液滴的瑞利失稳的表现，预期在静电排斥超过流体表面张力时发生。此情形下电荷源于铁电流体的体极化，其通过边缘场与固-液界面耦合作用于下方铌酸锂衬底的热释电极化。由于流体喷射不会中和液滴表面，随着温度降低它们可经历多次爆炸事件。