自由悬浮液膜扩散中的巨非平衡涨落
流体动力学
2016-08-31 v4
摘要
实验工作表明，流体自由扩散过程中会产生非平衡浓度涨落，并已开展了理论分析。结果表明，在通常的三维流体中，该现象在涨落幅度和扩散波前起伏方面都极其微弱。本文表明，该现象强烈依赖于系统的维度：通过将理论扩展到二维系统，我们证明涨落的均方根幅度和波前起伏变得非常强。我们还给出了预期涨落的豪斯多夫维数的估计。实验上，二维液体系统可以以自由悬浮液膜的形式实现；关于此类系统中扩散的实验和理论工作表明，动力学受到液膜周围流体（如空气）所施加粘性阻力的深刻影响。我们提供了阻力对涨落影响的评估。特别地，我们研究了初始为高斯分布的浓度廓线情况：它可以直接与光漂白后荧光恢复（FRAP）实验的结果进行比较。我们提出，该理论及相关实验可能对描述活体生物细胞膜上的扩散具有意义。
引用
@article{arxiv.1103.4763,
title = {Giant non-equilibrium fluctuations in diffusion in freely-suspended liquid films},
author = {Doriano Brogioli and Alberto Vailati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.4763},
year = {2016}
}