赵文景 王进 秦威广 纪文杰 蓝鼎‡ 王育人

1)(青岛理工大学机械与汽车工程学院,青岛 266520)

2)(中国科学院力学研究所,国家微重力重点实验室,北京 100190)

3)(中国科学院大学工程科学学院,北京 100049)

液体表面的液滴运动在微流体和许多生物过程中具有广泛的应用前景.本文通过研究在液体基底上一种低表面张力液体对另一液体的驱动来理解Marangoni 效应在自发驱动体系中的作用.为了研究液体驱动的液滴铺展过程,建立了以不易挥发性硅油作为驱动溶剂、正十六烷作为受驱动液滴,以及不同浓度的十二烷基硫酸钠溶液作为基底溶液的实验体系.通过对正十六烷液滴受驱动铺展动态过程的观察和研究,发现界面张力梯度对液体驱动的铺展起主导作用.实验结果表明:基底溶液浓度主要对正十六烷液滴的最大铺展半径存在影响.此外,用经典稳定性分析模型解释了正十六烷在受驱动铺展过程中由液柱破碎成小液滴的原因,同时得到了失稳特征参数最快不稳定波长与正十六烷液柱半径之间的关系.

1 引 言

两种互不相溶的流体在固体表面形成移动接触线问题[1]在许多应用中都很重要,例如:药物和食品封装[2−4]、靶向运输[5]、液滴的自推进[6]、表面涂覆[7]、生物运动[8,9]等.对于固液界面移动接触线问题,早在钱学森《物理力学讲义》中就采用分子动理论方法,自下而上地处理了液体输运中具有标度不变性的流动速度和液体黏度等问题.基于这一思……