薄粘性膜上表面活性剂涂层的自愈合动力学

我们研究了不溶性表面活性剂在薄粘性流体表面的动力学行为，该流体向内铺展以填充无表面活性剂区域。在表面活性剂自愈合的初始阶段，Marangoni 力驱动一个轴对称脊向内运动并聚结成一个增长的中心隆起；这与向外铺展（其中脊会衰减）的情况不同。在后期动力学中，隆起缓慢衰减，表面活性剂浓度达到平衡。我们展示了实验结果，其中同时测量了表面活性剂浓度（使用荧光标记脂质）和流体高度剖面（通过激光轮廓测量法）。我们将结果与使用实验参数的数学模型模拟进行了比较。对于接近但低于临界单层浓度的表面活性剂浓度，我们观察到数值模拟与实验中的高度剖面一致，但表面活性剂分布不一致。在较低浓度的实验中，表面活性剂铺展和 Marangoni 脊的形成不再出现，并留下一个持久的无脂质区域。这一未被模拟捕捉到的观察结果，对于需要均匀覆盖的应用具有不利影响。最后，我们探究了该效应的普遍性，发现无论初始流体厚度、初始清洁区域大小或表面活性剂类型如何，都会产生类似大小的隆起。