Hele-Shaw 细胞中的溶剂交换：表面纳米液滴成核的普适性
软凝聚态物质
2020-02-11 v1 流体动力学
摘要
溶剂交换（亦称溶剂置换或 Ouzo 效应）是一种普遍使用的自下而上大规模制备纳米级液滴的方法。在该过程中，某油的良溶剂被不良溶剂置换，导致油纳米液滴成核并随后生长。此处我们在疏水基底上进行该过程，从而生成所谓表面纳米液滴的 sessile 液滴，遵循 Zhang 等人 [Zhang, X.; Lu, Z.; Tan, H.; Bao, L.; He, Y.; Sun, C.; Lohse, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2015, 122, 9253-9257] 的工作。与该文不同，我们选取了重力效应可忽略的非常受控的 Hele-Shaw 几何，在 Hele-Shaw 细胞中心注入不良溶剂，并表征所出现的纳米液滴随径向距离与流速的变化。我们发现单位面积平均液滴体积 <Vol>_area 强烈依赖于局部 Peclet 数 Pe，并遵循普适标度律 <Vol>_area~Pe^(3/4)。此外，液滴体积的概率分布函数也强烈依赖于局部 Pe，与流速和径向距离无关，这有力支持了 Zhang 等人工作中发展的溶剂交换过程理论模型。
引用
@article{arxiv.2002.03030,
title = {Solvent Exchange in a Hele-Shaw Cell Universality of Surface Nanodroplet Nucleation},
author = {Binglin Zeng and Yuliang Wang and Xuehua Zhang and Detlef Lohse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03030},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 5 figures