多孔介质中胶体沉积与侵蚀的多尺度动力学

多种过程——例如环境污染、地下水修复、采油、过滤和药物递送——涉及胶体颗粒在多孔介质中的输运。使用共聚焦显微镜，我们原位直接可视化该过程，从而识别出颗粒在介质中分布的基元机制。在高注入压力下，流体动力应力导致颗粒持续在固体基质上沉积和侵蚀——值得注意的是，迫使它们分布在整个介质中。相比之下，在低注入压力下，侵蚀的相对影响被抑制，导致颗粒局域在介质入口附近。出乎意料地，这些宏观分布行为对施加压力的依赖方式对于不同电荷的颗粒是相似的，尽管沉积的孔尺度分布对颗粒电荷敏感。这些结果揭示了流体、颗粒和固体基质之间的多尺度相互作用如何控制胶体在多孔介质中的分布。