液体浸入表面的局部滑移长度及表面活性剂效应
流体动力学
2026-01-14 v1 软凝聚态物质
摘要
能够降低流动阻力、控制热量和质量传递、抵抗污染的鲁棒表面对于各种应用至关重要。在此背景下，浸入液体 lubricant 的纹理表面因能维持液体-液体层而显示出前景，因为该层可诱导滑移。然而，理论与数值研究表明，表面活性剂会妨碍滑度，因为其在液体-液体界面上形成污染物，产生马尔登尼应力。本研究采用动多普勒光学相干断层扫描（Doppler-optical coherence tomography）——一种干涉成像技术，结合数值模拟，探讨表面活性剂如何影响纹理表面浸入液体在层流中的滑移长度。我们通过向工作液体（水）中加入示踪粒子（牛奶）来引入表面活性剂。液体-液体界面处的滑移长度局部测量值显著小于干净界面（Sch"onecker & Hardt 2013）的理论预测值。相比之下，测量值与完全固定界面数值模拟结果良好一致，表明牛奶颗粒吸附在界面上是导致滑移减小的原因。这一工作提供了液体-液体界面在纹理表面存在表面活性剂时可变为固定状态的首次实证。
引用
@article{arxiv.2501.12872,
title = {Local slip length and surfactant effects on liquid-infused surfaces},
author = {Sofia Saoncella and Julien Cerutti and Théo Lenavetier and Kasra Amini and Fredrik Lundell and Shervin Bagheri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.12872},
year = {2026}
}
备注
28 pages, 18 figures