各向异性颗粒引起乳液形成的时间尺度

颗粒稳定乳液在过去引起了巨大兴趣，但我们对乳液形成动力学的理解仍然有限。对于简单的球形颗粒，流体域随时间的增长主要受液滴形成、颗粒吸附和液滴聚并（Ostwald 熟化）的主导，而颗粒的存在最终几乎可以完全阻断这些过程。众所周知，椭球颗粒比球形颗粒能更有效地稳定流体界面，其各向异性形状及相关的额外旋转自由度对乳液形成的动力学产生影响。在本文中，我们通过由单个椭球颗粒或颗粒系综在平坦界面处以及颗粒系综在球形界面处组成的简单模型系统来研究这一点。通过应用结合的多组分格子 Boltzmann 和分子动力学模拟，我们证明了椭球颗粒的各向异性形状导致两个额外的时间尺度在乳液形成动力学中变得相关：一个相对较短的时间尺度可归因于单个颗粒的吸附以及颗粒向界面旋转的过程。然而，一旦界面发生堵塞，颗粒间的毛细相互作用会导致在非常长的时间尺度上发生局部重排，从而导致界面构型的连续变化和界面面积的增加。这一效应可用于抵消颗粒稳定乳液的热力学不稳定性，从而提供了生产具有卓越稳定性乳液的可能性。