磁胶体微对流中扩散、外场与重力的竞争

磁场与磁性材料在微流控中具有广阔应用前景。例如，磁微对流可显著增强混合。然而，以往研究未能解释该现象中有效扩散的增强。本文表明，增强的界面涂抹源于薄微流控通道内由可混溶磁性与非磁性流体间微小密度差引起的重力驱动对流运动。该运动类似扩散行为，可用有效扩散系数描述。我们基于无量纲重力瑞利数建立理论模型予以解释，并通过不同池厚的数值模拟与实验验证。结果表明了其他胶体体系微流控应用的适用性与局限性。残余磁微对流符合早先预测。