溶质迁移增强死角孔道中胶体的热迁移移除

预测和控制胶体在多孔介质中的运输对于从药物递送到污染物清除等广泛应用至关重要。化学梯度在这些环境中普遍存在，源于反应、沉淀/溶解或盐度对比，可通过扩散迁移驱动粒子运动。然而，我们当前的理解主要来自理想化环境中呈现清晰溶质梯度的情形，而在多孔介质中，流动无序会增强溶质迁移，导致溶质前沿呈 diffuse 形式。这提出了一个核心问题：前沿迁移是否抑制死角孔道中胶体的扩散迁移，从而在更大尺度上使该效应可忽略不计？我们采用理想的一维死角几何结构来回答此问题。我们推导了胶体在缓慢变化溶质前沿下的时空演化的解析模型，并通过数值模拟和微流控实验进行验证。令人反直觉地发现，溶质前沿的 diffuse 性质会增强死角孔道的移除效率：尽管平滑化降低了瞬时梯度大小，但延长了热迁移作用的时间范围，导致更大的累计漂移和更高的清除效率。我们的结果表明，溶质迁移并未削弱死角孔道中胶体的热迁移，表明扩散迁移在更大尺度上可能具有相关性，这对过滤、 remediation 和靶向递送具有启示意义。