新媒体艺术中液体基底上的 Marangoni 扩散

随着新媒体艺术的出现，艺术家们利用流体动力学创造了引人入胜的视觉叙事。一种被称为树枝状画的引人注目的技术，在颜料之上使用墨水和异丙醇的混合物，产生复杂的树状图案。为了揭示该技术的复杂性，我们研究了墨水/酒精液滴在不同流变特性的液体基底上的扩散。在牛顿基底上，液滴尺寸演化表现出两个幂律，表明粘性力和 Marangoni 力之间存在潜在的相互作用。液滴前缘以指数为 3/8 的前驱膜形式扩散，而其主体以指数为 1/4 扩散。对于弱剪切变稀的丙烯酸树脂基底，相同的幂律依然存在，但出现了树枝状结构，且前驱膜的纹理变得粗糙。观察到的粗糙度和生长指数（3/4 和 3/5）表明其与淬灭 Kardar--Parisi--Zhang 普适类的联系，暗示液体基底中存在淬灭无序。将树脂与丙烯酸颜料混合使其更具粘性并发生剪切变稀，细化了树枝状边缘并进一步使前驱膜粗糙化。在较高的颜料浓度下，基底变为幂律流体。此时粗糙度和生长指数分别趋近于 1/2 和 3/4，偏离了已知的普适类。由此产生的结构具有 1.68 的分形维数，这是扩散限制聚集的特征。这些发现强调了液体基质的非线性流变特性与 Marangoni 扩散的拉普拉斯性质如何能够掩盖液滴界面的局部动力学粗糙化。