微流控中磁微对流混合的重力效应

混合仍是成功开发微流控和芯片实验室设备的一个重要问题，其中简单且可预测的系统尤其令人关注。一种是磁微对流，即可混溶的磁性与非磁性流体在施加场下于 Hele-Shaw 池中界面处发生的一种不稳定性。先前工作证明 Brinkman 模型定量解释了实验。然而，重力引起的对流运动使测试复杂化。在此我们首先改进实验系统以排除重力对流运动。随后，我们观测并量化了重力和层流如何在稳定产生不稳定性的扰动中发挥重要作用。相应地，我们改进了理论模型并进行了线性分析。两个无量纲量解释了关于不稳定性所需临界场变化和涌现图样特征尺寸的实验观测。最后，我们讨论了在微流控系统中重力发挥重要作用的条件。