各向异性胶体粒子在平面拉伸流中的定向动力学
摘要：颗粒悬浮液常见于广泛的应用中，包括工业和建筑涂料、靶向药物传递和纤维增强复合材料的制造。化学和材料加工领域面临的重大挑战是在微观水平上稳定生产强烈排列的纤维，因为这通常与宏观级别上增强的机械性能有关。尽管对剪切流中各向异性胶体的微观结构的研究引起了很多理论和实验的关注，但拉伸流动的情况由于几个实验上的挑战而仍然不太理解。本文中，我们提出了一个理论框架，用于预测在流动液体中各向异性颗粒在受到精确定义的稳态和时变平面拉伸流动时的稳态和瞬态取向，这发生在Stokes陷阱装置的停滞点处。特别地，我们解析地求解了Fokker-Planck方程，以估计描述棒状物体取向动力学的概率分布函数，该函数取决于流动强度（Peclet数Pe）和探测频率（Deborah数De）。理论结果与最近的实验进行了比较，并发现有合理的一致性。我们还讨论了在获取关于振荡时变拉伸流中各向异性颗粒瞬态动力学的完整闭合形式解决方案中涉及的挑战。总的来说，我们的理论框架提供了一种比较棒状颗粒取向动力学与使用新的实验技术（涉及Stokes陷阱和精确流动控制颗粒取向）进行的实验的方法。
作者：Dinesh Kumar
论文ID：2307.00688
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-07-04