受限空间内由液-液相分离产生并维持的自推进微液滴
软凝聚态物质
2021-01-01 v1
摘要
受限空间中的流动输运在工艺过程中无处不在，从微孔膜的药物成分分离纯化、生物医学治疗中的药物递送，到填充催化剂反应器中的化学与生物质转化以及二氧化碳封存。本工作中，我们提出了一种通过自推进微液滴增强受限空间内液体输运的独特途径。当三元混合物被扩散的不良溶剂稀释时，这些微液滴可由局域液-液相分离自发形成。高速图像揭示了微液滴如何生长、破裂并沿固体表面快速推进，最大速度可达约 160 um/s，以响应相分离所产生的尖锐浓度梯度。微液滴的自推进在受限空间壁面间诱导出一股指向相分离位置的补充流，这反过来使混合物偏离平衡并导致一连串重复事件。我们对自推进液滴这一复杂丰富现象的发现，为受限空间内多组分液体混合物在时间高效的分离与智能输运过程中的增强流动提供了一种有效方法。
引用
@article{arxiv.2012.14450,
title = {Self-propelling Microdroplets Generated and Sustained by Liquid-liquid Phase Separation in Confined Spaces},
author = {Xuehua Zhang and Jae Bem You and Gilmar F. Arends and Jiasheng Qian and Yibo Chen and Detlef Lohse and John M. Shaw},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14450},
year = {2021}
}
备注
This is the authors' submitted version of the manuscript