声学共振效应与SAW气溶胶生成中的空化现象
摘要：利用表面声波（SAWs）与液体的相互作用，可以在微米范围内产生可调节的气溶胶，从一个非常紧凑的源头喷射出来。了解具有调节微尺度液体薄膜的SAW非线性声流体力学对于声流微流体平台尤其是气溶胶发生器非常重要。在这项研究中，我们展示了MHz频率的SAW气溶胶发生器中的微腔化现象，该现象被认为是气溶胶技术的一次飞跃，具有包括生物分子吸入疗法、微色谱和光谱学、嗅觉显示和材料沉积等多种应用领域。通过具有高时间和空间分辨率的分析方法，我们证明了SAWs在发生器表面稳定地排列液体微圆顶。我们的实验表明，这些液体圆顶成为具有高度波动压力幅度的声共振器，甚至可以引发腔化泡沫，这一点得到了分析建模的支持。观察到的液体圆顶的碎裂表明了三种液滴形成机制的参与，包括腔化和毛细波动不稳定性。在气溶胶发生过程中，腔化泡沫促使液体圆顶喷出液滴，并解释了芯片表面最终由腔化侵蚀导致的观察到的微结构损坏模式。
作者：Mehrzad Roudini, Juan Manuel Rossell''o, Ofer Manor, Claus-Dieter Ohl, Andreas Winkler
论文ID：2306.02164
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-07-28