粗化湿液体泡沫中的分级气泡尺寸分布

两相体系的粗化对于致密颗粒堆积(如合金、泡沫、乳液或过饱和溶液)的稳定性至关重要。平均场理论预测了具有宽泛颗粒尺寸分布的渐近标度态。水基泡沫是研究粗化诱导结构的良好模型体系,因为连续的液相和分散的气相均是均匀且各向同性的。我们展示了在微重力下进行的湿泡沫粗化实验,以避免重力排液,其液相分数高达未堵塞点及以上。随时间推移,达到一种归一化气泡尺寸分布保持不变的自相似态。出乎意料的是,该分布呈现出过量小型“漫游”气泡,这些气泡在“堵塞”较大气泡的网络中可移动。这些漫游气泡让人联想到颗粒材料中的振颤颗粒(不受接触力作用的颗粒)。我们确定了一个临界液相分数 $\phi^*$,高于此值时气泡组合解除堵塞,两种气泡群体合并为单一窄分布的泡状液体。出乎意料的是,$\phi^*$ 大于泡沫的随机密堆积分数 $\phi_{rcp}$。这是因为,在 $\phi_{rcp}$ 与 $\phi^*$ 之间,大气泡由于气泡间的弱粘附而保持连接。我们提出了识别解释我们观察物理机制的模型。我们提出了湿泡沫中粗化现象的新综合视角。我们的结果应适用于其他相分离体系,并可能有助于控制具有分级结构的固体泡沫的制备。