离心机中互溶液体的相分离

我们证明，当以足够高的频率 $\omega$ 旋转时，处于热力学稳定均匀相的液体混合物会发生相分离转变。这种相变不同于两种液体不互溶的情况，也不同于因离心作用加速某一组分（如聚合物）的缓慢沉降过程。对于二元混合物，主要耦合源于一项 $\propto \Delta\rho(\omega r)^2$，其中 $\Delta\rho$ 是两种液体密度之差，$r$ 是距旋转轴的距离。在临界温度以下，存在一个临界旋转频率 $\omega_c$，低于该频率时会出现平滑的密度梯度。当 $\omega>\omega_c$ 时，我们在离心机中心附近的低密度液体与远离中心的高密度液体之间发现了一个清晰的界面。这些发现可能与各种分离过程及化学反应（特别是其动力学）的控制相关。