过滤诱导胶体组装近壁层的微结构

本文描述了利用微流控器件对胶体悬浮液进行过滤的实验研究。微米级胶体悬浮液在固定压降下流过平行狭缝形孔隙。在可变施加压降和离子强度下，于孔隙入口处系统性地观察到堵塞与滤饼。基于对器件壁附近胶体层的图像分析，进行了全局与局部研究以详细分析近壁层微结构。尽管该层的全局孔隙率似乎不受离子强度和施加压降的影响，但局部研究显示出某些异质性：堵塞物在孔隙附近比远离孔隙处更具多孔性。利用径向分布函数对中介范围有序度的分析表明，在高离子强度下状态略更有序。这通过采用二维连续小波分解的局部分析得到证实：胶体晶体的典型尺寸在低离子强度下更大，且随距孔隙距离增加而增大。我们将这些结果汇总于一个涉及胶体-胶体排斥相互作用与流体速度的相图中。