微流体约束下液滴横向迁移中表面活性剂引起的延迟
流体动力学
2018-03-22 v1
摘要
在本研究中，通过实验和理论两方面研究了表面活性剂对液滴横向迁移的作用。在实验分析中，使用葵花籽油作为连续相，去离子水作为分散相，并与作为表面活性剂的 Triton X-100 相互混合。微通道中使用 T 型结来产生液滴。外加压力驱动流的存在引起液滴变形并破坏平衡，从而导致表面活性剂随后沿界面重新分布。这进一步引起表面张力梯度，从而产生 Marangoni 应力，显著改变了液滴动力学。随后的实验研究发现，表面活性剂的存在降低了液滴的横向迁移速度。此外，结果表明，在通道高度保持恒定的情况下，与较小的液滴相比，在相同时间跨度内表面活性剂在降低较大液滴横向迁移方面的作用显著增强。此外，研究发现较大的表面活性剂浓度会在液滴的横向迁移中引起更大的延迟，当液滴的初始横向位置移近通道中心线时，这种效应会减弱。本分析可应用于各种基于液滴的微流体以及医疗诊断设备，在这些设备中，液滴轨迹的操控是一个主要问题。在理论部分，在存在体相不溶性表面活性剂且假设流体惯性可忽略的情况下，采用了渐近方法。我们的理论预测与实验结果之间取得了良好的一致。
关键词
引用
@article{arxiv.1803.07607,
title = {Surfactant-induced-retardation in lateral migration of droplets in a microfluidic confinement},
author = {Somnath Santra and Sayan Das and Sankha Shuvra Das and Suman Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.07607},
year = {2018}
}