Controlling the breakup of toroidal liquid films on solid surfaces.
Controlling the breakup of toroidal liquid films on solid surfaces.
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DOI：
10.1038/s41598-021-87549-5
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发表时间：
2021-04-14
影响因子：
4.6
通讯作者：
Brown CV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Edwards AMJ;Ruiz-Gutiérrez É;Newton MI;McHale G;Wells GG;Ledesma-Aguilar R;Brown CV
在表面张力的驱动下，液体细丝的破裂是一个经典的流体动力学稳定性问题，在许多需要细液滴的情况下，这是一个重要的问题。当细丝在施加润湿条件的平坦固体表面上休息时，与流体动力学的微妙相互作用使得不稳定路径和模式选择难以预测。在这里，我们展示了如何控制表面的静态和动态润湿可以导致在电绝缘液体的环形膜和限于环形几何形状的明确尺寸的液滴模式之间重复切换。在这些不同最终状态的不稳定路径之间的模式选择是通过介质电泳力选择性地极化固液界面上的偶极子，从而改变接触线的迁移率和拓扑上不同的液体域的部分润湿来实现的。我们的研究结果提供了对从印刷到数字微流体装置等应用相关的简单和复杂几何形状的液体细丝的润湿性和稳定性的见解。
The breakup of a slender filament of liquid driven by surface tension is a classical fluid dynamics stability problem that is important in many situations where fine droplets are required. When the filament is resting on a flat solid surface which imposes wetting conditions the subtle interplay with the fluid dynamics makes the instability pathways and mode selection difficult to predict. Here, we show how controlling the static and dynamic wetting of a surface can lead to repeatable switching between a toroidal film of an electrically insulating liquid and patterns of droplets of well-defined dimensions confined to a ring geometry. Mode selection between instability pathways to these different final states is achieved by dielectrophoresis forces selectively polarising the dipoles at the solid-liquid interface and so changing both the mobility of the contact line and the partial wetting of the topologically distinct liquid domains. Our results provide insights into the wetting and stability of shaped liquid filaments in simple and complex geometries relevant to applications ranging from printing to digital microfluidic devices.
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影响因子：
4.6
作者：
Cuellar, Ingrith;Ravazzoli, Pablo D.;Gonzalez, Alejandro G.
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Gonzalez, Alejandro G.
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作者：
Edwards AM;Ledesma-Aguilar R;Newton MI;Brown CV;McHale G
通讯作者：
McHale G
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作者：
Edwards, Andrew M. J.;Ledesma-Aguilar, Rodrigo;Mchale, Glen
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作者：
DAVIS, SH
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DAVIS, SH
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3.7
作者：
Gonzalez, Alejandro G.;Diez, Javier A.;Kondic, Lou
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Kondic, Lou