马兰戈尼效应诱导的弯月面攀爬微液滴反向运动

位于油弯月面上的小水滴或颗粒通常由于不平衡的毛细作用力而沿弯月面攀爬。本文报道了一种依赖于尺寸的这种弯月面攀爬行为的反向现象：在冷却基底时，不同尺寸液滴同时沿弯月面上升和下降。我们表明，油弯月面内的微观马兰戈尼对流胞是这一现象的成因。相对较大的水微液滴动力学仍由不平衡毛细作用力主导，因而沿弯月面上升；而较小液滴被表面流携带，从而沿弯月面下降。我们进一步证明，对流胞的大小和方向取决于弯月面几何形状与基底温度，并引入一个修正的马兰戈尼数，可良好预测其强度。我们的发现为在液体弯月面上操控液滴提供了一种新方法，可能在材料自组装、生物灵敏传感与检测或相变传热中有应用。