铺展表面活性剂的荧光可视化

表面活性剂在薄膜上的铺展是工业和医学上的重要现象，但其动力学具有高度非线性，且表面活性剂动力学的可视化一直是一个长期存在的实验挑战。我们首次对不溶性表面活性剂在薄流体层上的铺展进行了定量的时空分辨测量。在铺展过程中，我们直接观察了铺展液滴的径向高度轮廓以及荧光标记的表面活性剂的空间分布。我们发现，铺展的圆形表面活性剂层的前缘在底层流体中形成了Marangoni脊，并如预期般在脊后方伴随一个低谷。然而，使用荧光技术观察到了几个新特征，包括滞后于前缘的表面活性剂浓度峰值，以及平坦的单分子层尺度的铺展薄膜，这与当前模型预测的浓度分布不同。Marangoni脊和表面活性剂前缘的铺展均可描述为$R \propto t^{\delta}$。我们发现脊峰和表面活性剂前缘的铺展指数分别为$\delta_H \approx 0.30$和$\delta_\Gamma \approx 0.22$，这与理论预测的$\delta = 1/4$吻合良好。此外，我们观察到表面活性剂前缘最初领先于Marangoni脊的峰值，随后峰值追上前缘。