类 Hele-Shaw 通道中溶剂交换时微液滴成核的普适性

微纳液滴在药物递送、液液萃取、纳米材料合成及化妆品中有诸多重要应用。一步大量生成微纳液滴的常用方法是溶剂交换（亦称纳米沉淀），即用不良溶剂置换液滴相的良溶剂，产生导致液滴成核的过饱和脉冲。尽管至关重要，该三元体系中由过饱和脉冲引起的液滴生长仍知之甚少。我们在类 Hele-Shaw 通道中通过测量从中成核的油滴总体积，实验与理论地研究此生长。为防止过饱和油相流出通道，我们在部分通道中部设置了多孔区域。以不同溶液组成、流速与通道几何进行溶剂交换，测得液滴体积随 Péclet 数 $Pe$ 增大，近似有效幂律为 $V\propto Pe^{0.50}$。我们建立了理论模型解释该现象。借助此模型我们确实能解释 $V\propto Pe^{1/2}$ 标度（含前置因子），其可将所有“多孔”通道的数据坍缩至一条普适曲线，而与通道几何及混合物组成无关。我们的工作为这种自下而上的液滴生成方法提供了宏观视角，并可指导三元体系中过饱和与成核的进一步研究。