利用胶体沉积从多孔介质中驱替不互溶流体

胶体颗粒在驱替和移除多孔介质中 trapped 的不互溶流体方面具有潜力，对重要的能源与水应用有意义。多数研究聚焦于利用可定位于不互溶流体界面的颗粒实现该目标。因此，研究者通常寻求优化颗粒的表面活性，以及其在孔隙空间中自由移动且最少沉积于周围固体基质的能力。此处我们出乎意料地证明，沉积可促进多孔介质中 trapped 流体的驱替，且无需任何表面活性。利用共聚焦显微镜，我们直接在透明三维（3D）多孔介质中可视化胶体颗粒与 trapped 不互溶流体。我们发现，随着非表面活性颗粒在固体基质上沉积，越来越多 trapped 流体被驱替。通过在孔隙尺度分析沉积程度及 trapped 流体液滴的几何形状，我们揭示了 underlying 物理机制：沉积增加了 trapped 液滴上的黏性应力，克服了使其 trapped 的毛细作用影响。给定 trapped 流体的初始分布，该分析使我们能预测通过胶体沉积驱替的流体程度。综上，我们的工作揭示了一种利用胶体从多孔介质中驱替 trapped 流体的新方式。