Affine and non-affine motions in sheared polydisperse jammed emulsions
我们研究了液滴体积分数≥ 0.65的致密和高度多分散的乳液。我们应用振荡剪切和观察液滴运动，使用共聚焦显微镜。尺寸是平均尺寸几倍的液滴的存在显著改变了较小液滴的运动。仿射和非仿射液滴运动都被观察到，更非仿射的运动表现出由较小的液滴被推来推去的较大的液滴。液滴运动相关的长度尺度从1到4倍的平均液滴直径，较大的长度尺度对应于较高的应变幅度（高达约6%的应变）。
2014-08-23 cond-mat.soft
Double emulsion drop evaporation and resurfacing of daughter droplet
在这项研究中，我们提出了实验和理论分析的双重乳液滴蒸发。在双重乳液液滴的内相的蒸发明显完成之后，令人惊讶地，观察到子液滴的表面重塑。我们进一步研究以假设这种现象，这使我们能够获得单相液滴的延长的固定接触线蒸发以及与双乳液液滴类似的表面重塑发生。
2018-10-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Field-Induced Breakup of Emulsion Droplets Stabilized by Colloidal Particles
我们模拟了一个粒子稳定的乳液液滴在外力场，如重力，平等地作用在所有$N$粒子的响应。我们表明，破碎所需的场强（在固定的初始面积分数）显着降低液滴的大小，因为力的作用累积，而不是单独的，分离的界面颗粒。破碎模式涉及占据液滴下部的固化颗粒筏的集体失稳，导致每个颗粒的临界力近似为$N^{-1/2}$。
2012-03-02 cond-mat.soft
Worm-like emulsion droplets
研究发现乳液液滴表面结合的表面活性剂渗透压可逆转总表面自由能符号，引发球形到蠕虫状乳液的相变，模型预测与实验结果一致。
2025-04-12 cond-mat.soft
Collective Nucleation Dynamics in Two-dimensional Emulsions with Hexagonal Packing
我们报告了一种新的机制，在一个单层的六角形包装单分散液滴阵列的成核。在冷却时，我们观察到凝固液滴成核其过冷邻居产生的自催化加速结晶的机制。这种集体成核模式取决于液滴接触的强度和性质。有趣的是，凝固液滴簇的统计分布被发现是独立的乳液特性，除了表面活性剂。与经典成核理论相反，我们的工作强调了考虑过冷浓乳液中成核集体效应的必要性，其中液滴拥挤是不可避免的。
2019-11-08 cond-mat.soft
Size limit for particle-stabilized emulsion droplets under gravity
我们表明，界面颗粒稳定的乳液液滴变得不稳定超过重力设定的大小阈值。这不仅适用于胶体，而且适用于超胶体玻璃珠，我们使用它直接观察到液滴底部附近的颗粒喷射。在这些喷射事件中一起作用的粒子数量随着时间的推移而减少，直到达到稳定的橡子状构型。当所有剩余颗粒的重量小于一个颗粒的界面结合力时，发生稳定性。我们还表明，在促进粒子喷射的液滴表面的曲率的重要性。
2012-11-23 cond-mat.soft
A fast and efficient deep learning procedure for tracking droplet motion in dense microfluidic emulsions
我们提出了一种基于深度学习的目标检测和目标跟踪算法，以研究稠密微流体乳液中的液滴运动。与标准聚类算法相比，深度学习过程可以正确预测液滴的形状并以具有竞争力的速度跟踪它们的运动，即使在存在显著变形的情况下也是如此。这项工作中开发的深度学习技术和工具可用于流体系统中生物制剂动力学的一般研究，例如复杂生物流动中的移动细胞和自推进微生物。
2021-03-02 cond-mat.soft
Aging mechanism in tunable Pickering emulsion
本文研究了一个模型Pickering乳状液体系的稳定性。使用特殊的逆流微流体装置来制备单分散皮克林乳液，其中油滴在水中。单分散二氧化硅纳米颗粒（NPs）的润湿性可以通过表面接枝来调节，并且使用微流体装置来控制液滴的表面覆盖度。低至23 $\%$的表面覆盖度足以稳定乳液，我们证明了一种新的皮克林乳液稳定性，其中恒定尺寸的乳液液滴的表面覆盖度随时间增加，与大量的分散相共存。我们的研究结果表明，以前观察到的有限聚结制度，表面覆盖往往控制最终液滴的平均尺寸，必须放在一个更广泛的角度来看。
2015-04-16 cond-mat.soft
Faceting and flattening of emulsion droplets: a mechanical model
当冷却下来，稳定的烷烃分子和表面活性剂的冷冻界面的乳液液滴已被观察到经历一个壮观的序列的形态转变：从球体到面二十面体，扁平的液体血小板。虽然通常归因于冻结界面的弹性和表面张力之间的相互作用，支撑这些转变的物理机制仍然难以捉摸，尽管近年来提出了不同的理论图片。在这篇文章中，我们介绍了一个全面的变形乳胶液滴的力学模型，它定量地解释了各种实验观察，包括小面过渡的标度行为。我们的分析强调了重力和自发弯曲的冻结界面在确定特定的过渡途径的作用。
2021-08-02 cond-mat.soft
Soft meets hard -- how does freeze-thaw cycling affect the microstructure of particle-stabilised emulsions?
颗粒稳定乳剂的冻融循环可改变乳剂结构和稳定性。这对于在通常需要增加稳定性的工业应用中使用颗粒稳定化可能具有显著的后果。因此，重要的是，这些复合材料的冻融循环的影响下的行为和稳定性进行验证。通过聚（甲基丙烯酸甲酯）颗粒稳定的油包水型Pickering乳液在两种不同的条件下-均匀和不均匀冷冻-进行连续相的冻融循环。共聚焦显微镜用于研究这些过程中的乳液行为和结构。还考虑了液滴尺寸和冷却速率对均匀冷冻乳剂的影响。单次冻融循环后乳液的最终结构强烈依赖于冷冻方法。均匀冷冻的乳剂显示出褶皱的液滴结构，而不均匀冷冻的乳剂具有不均匀的结构，其包含在均匀冷冻中未观察到的泡沫样区域。液滴大小对均匀冷冻乳液的最终结构几乎没有影响，这归因于液滴中的拉普拉斯压力比由生长的油晶体施加在液滴上的压力小几个数量级。冷却速率也几乎没有影响，因为在样品达到油冻结温度后，液滴迅速被油晶体包围和捕获，而不管它们达到该温度的速度如何。当进行相同的过程相比，表面活性剂稳定的乳液，我们发现乳液结构是可恢复的表面活性剂的情况下，而颗粒稳定的乳液是不可逆的改变。
2019-02-22 cond-mat.soft
Stabilisation of Emulsions by Trapped Species
我们考虑一种乳液，其液滴中含有一个被困的物种（不溶于连续相），并通过Lifshitz-Slyozov动力学（奥斯特瓦尔德熟化）研究乳液的稳定性对粗化。扩展Kabalnov等人的早期处理（Colloids and Surfaces，24，（1987），19-32），我们推导出平均初始液滴体积的一般条件，其确保稳定性，即使在初始液滴的尺寸和组成中存在任意多分散性时。我们区分“有核”粗化，这需要在初始液滴尺寸分布的平均场方程或尾部的波动，从“spinodal”粗化，其中一个典型的液滴是局部不稳定的。Kabalnov等人先前提出的稳定性较弱的条件，仅足以防止“亚稳”粗化，并且最好被视为亚稳性的条件。被认为是不稳定的乳液的粗化，并显示在很长一段时间类似于普通乳液（没有被困物种），但与分散相的初始体积分数的值降低。我们讨论了与被困物种的乳液的稳定性相关的物理原理，描述了如何利用这些来重新稳定部分粗化的乳液和“收缩”以前形成的乳液液滴，形成“细乳液”。
1998-04-28 cond-mat.soft
Oscillation patterns in active emulsion networks
我们研究了油包水乳液液滴，运行Belousov-Zhabotinsky反应，形成一种新型的活性物质单元。通过分散在油介质中的表面活性剂稳定的这些液滴能够内部化学振荡，并且由于化学反应导致的动态界面不稳定性而能够自推进。化学振荡可以通过在液滴之间形成表面活性剂双层的精确条件下跨液滴交换活化剂和抑制剂类型的反应中间体来耦合。在这里，我们提出了这样的化学振荡器的网络的同步行为，并表明所产生的动态依赖于网络拓扑结构。此外，我们证明了液滴的运动可以与液滴内的化学振荡同步，从而在未来的活性物质研究中产生令人兴奋的可能性。
2012-06-13 cond-mat.soft
Rheology of protein-stabilised emulsion gels envisioned as composite networks. 2 -- Framework for the study of emulsion gels
蛋白质稳定的乳液的聚集导致乳液凝胶的形成。这些软固体通常被设想为液滴填充基质。然而，这里假设蛋白质包被的亚微米液滴以与蛋白质类似的方式有助于网络形成。因此，乳液凝胶被设想为由蛋白质和液滴组成的复合网络。制备了具有广泛组成范围的乳液凝胶，并测量了它们的粘弹性和频率依赖性。然后分析了它们的流变行为，并与本研究第一部分中提出的纯凝胶的性质进行了比较。乳液凝胶的流变行为主要取决于总体积分数，而凝胶的组成表明其与纯液滴凝胶或纯蛋白质凝胶的相似程度。这些结果汇聚形成蛋白质稳定的乳液凝胶作为液滴和蛋白质凝胶之间的中间体的新兴图片。这证明了复合网络的假设的后验，并开辟了道路的配方乳液凝胶与微调流变学。
2020-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Micro-explosion of emulsion droplets with nanoparticles at high temperature
State Key Laboratory of Engine, Tianjin University（天津大学 发动机国家重点实验室）；National Industry-Education Platform of Energy Storage, Tianjin University（天津大学 国家储能产教融合创新平台）
本研究通过高速摄影、数字图像处理、光学显微镜和扫描电子显微镜实验，探讨了含纳米颗粒乳液滴的微爆炸现象，发现纳米颗粒显著提高了微爆炸的发生概率和强度，特别是碳纳米颗粒，其作用机制包括促进辐射能吸收、抑制过热蒸汽扩散等。
2026-05-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Water-in-water PEG/DEX/protein microgel emulsions: effect of microgel particle size on the rate of emulsion phase separation
本研究探究不同直径（约40-190 nm）β-乳球蛋白微凝胶颗粒对单一ATPS制备的聚乙二醇包葡聚糖乳液早期相分离动力学的影响，发现微凝胶尺寸存在稳定阈值，大于60 nm时可有效抑制液滴聚结，相分离由聚结与沉降相互作用决定。
2025-02-13 cond-mat.soft
Coalescence of Pickering emulsion droplets induced by an electric field
结合高速摄影和电流测量，研究了Pickering乳液液滴的电聚结过程。在足够高的电场下，初始稳定的液滴通过两种不同的方式聚结：正常聚结和异常聚结。在正常的聚结过程中，液桥不断增长，并将两个液滴合并在一起，类似于经典的图片。然而，在异常聚结中，桥不能无限增长;相反，由于粒子壳的几何约束，它自发地破裂。这种连接-断开的循环重复多次，直到建立稳定的连接。深入分析表明，粒子壳层中缺陷的尺寸决定了粒子的合并行为：当缺陷尺寸大于粒子直径附近的一个临界尺寸时，粒子壳层将出现正常的合并;而当缺陷尺寸较小时，粒子壳层将出现异常的合并。
2013-02-26 cond-mat.soft
Experimental study of forces between quasi-two-dimensional emulsion droplets near jamming
本文对准二维乳剂的干扰进行了实验研究。我们的实验包括两个平行板之间的水包油乳液液滴。从液滴轮廓，我们可以确定每个液滴对之间的力，在宽范围的面积分数$ϕ$内在8%以内。我们研究了三个双分散样品，堵塞在面积分数$ϕ_c \approx 0.86$。我们的数据表明，对于$ϕ> ϕ_c$，接触数和压力有幂律依赖于$ϕ-ϕ_c$在数值模拟中发现的临界标度。此外，我们看到粒子间力定律和压力标度指数之间存在联系，支持之前的计算观察结果。我们还观察到线性的力链（大的液滴间力链），延伸超过10个粒子的长度，并检查其线性的起源。我们发现，大的力段的相对取向是随机的，并且力链的趋势是线性的，不是由于相邻的大的力的方向的相关性，而是因为方向偏向于线性的，以平衡每个液滴上的力。
2012-10-04 cond-mat.soft
Convective heat transfer of a model emulsion at the droplet scale
本文数值研究了固定温度下两平行壁面间二维乳状液中的Rayleigh-Bénard（RB）对流。所研究的系统是异质的，有限大小的液滴分散在一个连续相。选择液滴浓度来探索牛顿（低液滴浓度）和非牛顿（高液滴浓度）乳液的对流传热，后者表现出剪切稀化流变学，在低剪切速率下粘度显著增加。众所周知，一个均匀的牛顿系统的对流的过渡是伴随着稳定的流动和时间无关的热通量的开始，在显着的对比，乳液的非均匀性带来了一个额外的和以前未探索的现象。事实上，当液滴浓度增加时，我们观察到传热过程是由非稳态流介导的，具有整齐的热通量波动，服从非高斯统计。所观察到的结果归因于遥远的液滴之间的空间相关性的出现，我们强调通过直接测量的液滴位移和相关的关联函数的特性。
2021-04-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Catastrophic thermal destabilization of two-dimensional close-packed emulsions due to synchronized coalescence initiation
高浓度乳状液发生热相变时的相分离机理尚待阐明。在这里，我们在2D中创建了一个六方密堆积的单分散乳液，并表明在冷热循环过程中，乳液完全不稳定，类似于相分离。这种灾难性的不稳定的机制被发现是自发的聚结引发，同步发生在每个固化液滴和它的邻居。这种同步聚结引发在乳液中建立了系统范围的网络连接，导致大规模的不稳定。发现这种系统范围的聚结引发对液滴尺寸和表面活性剂类型不敏感，但依赖于网络连接性和单个液滴的晶体含量。
2020-04-14 cond-mat.soft
Defect configurations and dynamical behavior in a Gay-Berne nematic emulsion
为了模拟由分散在基质中的表面活性剂涂覆的水滴组成的乳状液，我们对浸没在2048个Gay-Berne椭球体系统中的水滴进行了分子动力学模拟。强大的径向锚定在液滴表面诱导土星环缺陷配置，与理论预测非常小的液滴。一个表面环配置观察到较低的径向锚定强度，和一对点缺陷附近的极的液滴切向锚定。我们还模拟了落球实验，并测量了拖曳力的各向异性，在存在强径向锚定以及零锚定强度。
1999-11-21 cond-mat.soft
Ultrasonic chaining of emulsion droplets
超声悬浮器中捕获的乳液液滴有两种固体球体所没有的行为：（1）单个液滴围绕平行于捕获平面的轴快速旋转，以及（2）同轴旋转的液滴形成与其共同旋转轴对齐的长链。声学组织链相互作用流体动力学，要么合并成更长的链或形成三维束链。相比之下，固体球体通过声音介导的次级Bjerknes相互作用形成紧密堆积的平面晶体。我们展示了链到晶体的过渡与模型系统中，流体乳液液滴可以光聚合成固体球，而不会显着改变其他材料的性能。该实验系统的行为是定量一致的声悬浮器中的旋转球的声流体动力学模型。因此，本研究引入声驱动的自旋作为一种机制，用于指导声悬浮物质的自组织。
2021-07-01 cond-mat.soft physics.class-ph
Topological Defects and Interactions in Nematic Emulsions
其中表面活性剂涂覆的水滴分散在非均质主体流体中的反相乳化液具有独特的性质，使其不同于两种各向同性流体或非均质液滴在各向同性流体中的分散体。我们提出了一个全面的理论研究中产生的扭曲的分散液滴和溶剂介导的偶极液滴之间的相互作用，导致他们的实验观察到的链接在duplex主机。单液滴在单宿主中的行为就像宏观的刺猬缺陷。全局边界条件迫使补偿拓扑缺陷在宿主中成核。使用变分技术，我们表明，在最低能量的配置，一个单一的水滴提请一个单一的刺猬出的dielectric主机，形成一个紧密结合的偶极子。其中水滴被向错环包围的粒子具有更高的能量。液滴-偶极诱导基质中的畸变，这导致液滴之间的有效偶极-偶极相互作用并因此导致链。
1997-07-12 cond-mat.soft
Effects of complex internal structures on rheology of multiple emulsions through a generalized boundary integral method
作为制备微胶囊的精细模板，具有复杂内部结构的多重乳液已经通过微流体技术产生。为了研究多层乳状液的分层、内部液滴以及内部结构的不对称性对乳状液流变性的影响，本文发展了一种广义边界积分方法，用于研究多层乳状液的分层、内部液滴以及内部结构的不对称性对乳状液流变性的影响。在适当的拉伸流动条件下，颗粒内部结构的复杂性和内部液滴之间的碰撞将使颗粒受到更强的剪切。然而，颗粒将通过内部结构的简化（不稳定化）（例如内部液滴的聚结或释放）来缓解增加的张力。由于多重乳液的流变性对内部结构及其变化敏感，将其模拟为核壳液滴以获得粘度方程应通过引入变量“时间”来修改。非对称的内部结构将导致外界面和内界面的定向接触和合并。通过调节液滴的粘度比和增强液滴的不对称性，可以控制界面融合的开始时间，这在靶向药物释放的内液滴控制释放中具有重要的应用前景。
2013-02-24 cond-mat.soft
Droplet Deformation and Emulsion Rheology in Two-Dimensional Odd Stokes Flow
Van der Waals-Zeeman Institute, Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学范德瓦耳斯-泽曼研究所物理学院）
研究二维粘性液滴在简单剪切流中变形及乳液流变学，推导奇斯托克斯流框架下的解析解，揭示奇粘性对乳液有效流变学的影响。
2026-05-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Experimental measurements of stress redistribution in flowing emulsions
我们研究了如何改变局部重排液滴内流动的致密准二维乳液在面积分数$ϕ\geq 0.88$的应力。使用显微镜，我们测量液滴的位置，同时使用它们的变形形状来测量液滴应力。我们发现，重排改变附近的应力在一个四极模式：对相邻液滴的应力往往会减少或增加，这取决于位置。随着$ϕ$的增加，应力重分布更加各向异性。应力再分布的空间特征影响随后的重排发生的位置。我们的研究结果提供了直接的定量支持的流变理论致密的非晶材料，连接本地重排附近的应力变化。
2013-06-03 cond-mat.soft
Active colloidal particles in emulsion droplets: A model system for the cytoplasm
在活细胞中，分子马达产生的活性增强了颗粒在整个细胞质中的扩散，而不仅仅是附着在马达上的颗粒。我们展示了创建模仿这种现象的人工细胞的初步步骤。我们的系统包括主动，Pt涂层Janus粒子和被动示踪剂局限于乳液液滴。我们在过氧化氢溶液中跟踪活性粒子和被动示踪剂的运动，过氧化氢溶液用作驱动运动的燃料。我们首先表明，修正批量平移和旋转运动的气泡形成引起的液滴是必要的，以准确地跟踪粒子。漂移校正后，我们发现，活性粒子在液滴内部的扩散增强，并没有被捕获的液滴界面。在我们使用的粒子和过氧化氢浓度下，我们观察到活性粒子和被动粒子之间几乎没有耦合。我们讨论了缺乏耦合的可能原因，并描述了改善系统以更有效地模拟细胞质活性的方法。
2018-06-14 cond-mat.soft
Apollonian Emulsions
我们已经发现了极其多分散的高内相比乳液（HIPE）的存在，其中内相液滴以95%的体积分数存在，保持球形并且根据阿波罗堆积规则在可用空间中组织自己。这种阿波罗乳液是通过在非常少的表面活性剂存在下将油滴分散在水中，并允许它们在静止状态下进化一周而获得的。的液滴的包装结构，通过尺寸分布的测量，自发地演变向幂律与已知的阿波罗指数，以及通过小角X-射线散射测量的老化HIPE的结构因子的比较与数值模拟的随机阿波罗包装确认。由于完美的球形液滴，阿波罗乳液被发现显示牛顿流，即使在这样非常高的体积分数。我们认为，这些迷人的空间填充组件的球形液滴的聚结和破碎过程遵守简单的几何规则，保存总体积和球形，最大限度地减少与相邻液滴的相互作用的弹性能的结果。
2020-05-22 cond-mat.soft
Physical mechanisms for droplet size and effective viscosity asymmetries in turbulent emulsions
在Taylor-Couette（TC）湍流剪切流动中，通过改变油的体积分数，研究了乳状液的微观液滴尺寸和宏观流变性。尽管此处乳液中的油和水具有几乎相同的物理性质（密度和粘度），但出乎意料地，我们发现水包油（O/W）和油包水（W/O）乳液具有非常不同的流体动力学行为，即，这个系统显然是不对称的。从微观尺度看，无论是O/W还是W/O，液滴平均直径几乎不随油体积分数变化。然而，对于W/O，它比O/W大约50%。在宏观尺度上，O/W的有效粘度比W/O的高。这些不对称行为可以追溯到系统中的表面活性污染物的存在。通过引入高浓度的油溶性表面活性剂，我们显着地恢复了O/W和W/O乳液之间的对称性（液滴尺寸和有效粘度）。在此基础上，我们提出了一个可能的机制负责初始不对称性。接下来，我们讨论是什么设置湍流乳液中的液滴尺寸。我们发现了一个-6/5缩放依赖的液滴大小的雷诺数的流动。结合标度依赖性和液滴韦伯数，我们得出结论：决定液滴尺寸的液滴破碎发生在边界层内，并由Levich（1962）提出的平均流梯度引起的动压控制，而不是Kolmogorov（1949）提出的湍流波动引起的动压控制。本研究结果提供了一个理解的微观液滴的形成和宏观流变行为的动态乳化，并连接它们。
2022-01-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Local composition controls pattern formation in conserved active emulsions
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics and Center for NanoScience, Department of Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学物理系阿诺德·索末菲理论物理中心与纳米科学中心）；Max Planck School Matter to Life（马克斯·普朗克物质至生命学院）
研究通过化学互变机制控制活性乳液中的图案形成，发现组成梯度可稳定液滴大小，为结构调控提供新途径。
2026-03-18 cond-mat.soft
Lagrangian statistics of dense emulsions
通过三维数值模拟研究稠密稳定乳液的液滴弥散统计，首次测量相对分离和加速度PDF，揭示超扩散行为源于液滴接触的协同效应，为连接拉格朗日动力学与流变学奠定基础。
2023-07-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Ultrasonic wave transport in concentrated disordered resonant emulsions
我们展示了如何共振（近场）耦合影响波输运无序介质通过超声波实验在浓悬浮液。样品由共振乳液组成，其中油滴悬浮在液体凝胶中。通过改变液滴浓度，实验证明了独立散射近似的局限性。对于最集中的样品，共振散射体的接近诱导周围介质的重整化，导致散射强度的降低。我们指出了一个最佳的体积分数的油滴的非扩散波运输实验证明。我们的演示在中间液滴浓度的最大散射是非常相关的设计材料的波传输现象，如安德森局域化的研究。
2022-08-24 cond-mat.soft
A Viscoelastic Model for Droplet Breakup in Dense Emulsions
本文提出耦合群体平衡与液滴形状演化的STEPB模型，以液滴形状决定破碎速率，用于预测稠密乳液中液滴在复杂流动下的破碎行为，并通过阶跃剪切模拟和稳态实验对比验证了模型能力与不足。
2023-05-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Depletion attraction favors the elastic response of emulsions flowing in a constriction
本文研究了稠密吸引乳状液在机械扰动下的弹塑性行为。通过液滴之间的非特异性消耗相互作用引入吸引力，并通过改变连续相中表面活性剂胶束的浓度来控制吸引力。我们发现，这种吸引力是不足以引起任何可测量的修改的缩放之间的局部包装分数和变形的液滴。然而，当乳液流过2D微流体收缩时，我们发现了吸引力对其弹塑性响应的可测量影响。事实上，我们测量到更高水平的变形内的收缩吸引液滴。此外，我们表明，这些测量与液滴重排，空间延迟的收缩更高的吸引力。
2019-11-28 cond-mat.soft
Domain and droplet sizes in emulsions stabilized by colloidal particles
颗粒稳定的乳液通常用于各种工业应用中。这些乳液可以以不同的形式存在，例如皮克林乳液或比杰尔乳液，其可以通过其不同的拓扑结构和流变性来区分。我们数值研究了两种流体混合物中稳定球形颗粒的体积分数和均匀润湿性的影响。为此，我们使用完善的三维格子玻尔兹曼方法，扩展到允许添加具有非中性润湿性质的胶体颗粒。我们得到的数据上的域的大小在乳液中使用的结构函数和Hoshen-Kopelman（HK）算法，并证明这两种方法有自己的（缺点）的优点。我们确认颗粒的浓度和稳定液滴的平均半径之间的逆依赖关系。此外，我们展示了从界面上分离的颗粒对乳液性质和域尺寸测量的影响。
2014-09-13 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Droplet Size Distribution in Emulsions
该研究揭示高剪切乳化中液滴尺寸呈对数正态分布，源于随机破碎，且平均尺寸遵循毛细数而非雷诺数标度，与湍流乳化理论不同。
2023-11-16 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.data-an
Reply to Comment on "Faceting and flattening of emulsion droplets: a mechanical model" by Haas et al
在他们的评论[arXiv：2102.03842]中，Haas等人提出了关于在表面活性剂稳定的乳液液滴中观察到的形状转变的性质的两个假设，作为我们[Phys. Rev. Lett. 126，038001（2021）]及其他[P. A. Haas等人，Phys. Rev. Lett. 118，088001（2017），Phys. Rev. Research 1，023017（2019）]已经引入了这些观察结果。(1)由于实验研究中使用的表面活性剂不同，尽管输出结果非常相似，但支撑形状转变的物理机制实际上可能不同。(2)由于拉伸能和引力能的量级很小，理论模型在数学上是等价的。在本答复中，我们认为这两种假设都没有很好的理由。
2021-06-30 cond-mat.soft
Rayleigh-Bénard convection of a model emulsion: anomalous heat-flux fluctuations and finite-size droplets effects
本文对二维乳状液中的Rayleigh-Bénard对流进行了中尺度数值模拟。所研究的系统是由有限大小的液滴，其浓度Phi_0系统地从小（牛顿乳液）到大值（非牛顿乳液）变化。我们专注于表征的传热性能接近从传导到对流状态的过渡，在那里它是已知的，一个均匀的牛顿系统表现出稳定的流动和时间无关的热通量。与此形成鲜明对比的是，乳液表现出非稳态动力学与波动的热通量。在本文中，我们的目的是通过详细的研究，这种非稳态动力学的特征的时间平均热通量及其波动。为了了解时间平均热通量，我们提出了一个并排的乳液系统和单相（SP）系统，其粘度是从乳液的剪切流变学构造之间的比较。我们表明，只有当适当程度的粗粒化（在液滴尺度）引入局部粘度，这样的局部封闭工作良好。为了深入研究热通量的波动，我们提出了一个并排的牛顿乳液和非牛顿乳液之间的比较，在固定的时间平均热通量。这种比较阐明，有限尺寸的液滴和非牛顿流变学合作，以触发增强的热通量波动的液滴尺度。这些增强的波动植根于遥远的液滴之间的空间相关性的出现，我们强调通过直接测量的液滴位移和相关的关联函数的特性。所观察到的结果提供了具有有限尺寸成分的受限系统的传热性能的见解。
2021-02-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Active Brownian motion of emulsion droplets: Coarsening dynamics at the interface and rotational diffusion
一个微米大小的溴水滴浸在表面活性剂负载的油相中可以游泳（S。图图帕利河Seemann，S. Herminghaus，New J.Phys.13073021（2011））。溴在液滴界面处与表面活性剂反应并生成表面活性剂混合物。它可以自发地相分离由于solutocapillary Marangoni流，推动液滴。我们模拟系统的扩散-平流-反应方程的混合物序参量在界面上，包括热噪声和耦合到流体流动。超越之前的工作，我们说明了表面活性剂混合物在轴对称游泳状态下朝向相分离的粗化动力学。粗化过程分为两个步骤：一个最初的域大小的缓慢增长，其次是一个几乎弹道政权。在较大的时间尺度上，局部表面活性剂组合物中的热波动在游泳方向上引发随机变化，并且液滴执行持久的随机行走，如在实验中观察到的。数值结果表明，旋转相关时间尺度与噪声强度的平方成反比。我们确认这种缩放的扰动理论的混合物序参量的波动，从而确定作为一个活跃的布朗粒子的活性乳液液滴。
2016-08-08 cond-mat.soft
Critical transition between intensive and extensive active droplets
本文通过最小模型揭示化学活性乳状液中存在密集型与扩展型液滴之间的临界转变，阐明两类液滴的稳态尺寸分别由反应-扩散尺度和系统尺寸及液滴间相互作用决定，并探讨该转变对活性液滴分裂的影响。
2024-09-05 cond-mat.soft physics.bio-ph
Lamellar ordering, droplet formation and phase inversion in exotic active emulsions
我们研究数值的被动各向同性流体和活性极性凝胶的混合物的行为，在存在有利于乳化的表面活性剂。专注于参数的基础自由能有利于在被动限制的层状相，我们表明，非平衡和热力学力之间的相互作用，创造了一系列五花八门的异国情调的乳液。当活性成分是可收缩的（例如，肌动球蛋白溶液），中等活性增强了层状有序化的效率，而强活性有利于在活性基质内产生被动液滴。对于伸展活动（发生，例如，在微管马达悬浮液中），相反，我们观察到不同大小的自发旋转液滴的乳液。通过调整整体组成，我们可以产生高内相乳液，当活性被关闭时，其经历突然的相转化。因此，我们发现，活性提供了一个单一的控制参数，设计复合材料具有惊人丰富的形态范围。
2018-02-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Specificity, flexibility and valence of DNA bonds guide emulsion architecture
DNA相互作用的特异性和热可逆性使得晶体结构、自复制材料和胶体分子能够自组装。由于DNA配体的流动性和它们在结合液滴之间形成的补丁，将DNA接枝到乳液的液体界面上导致令人兴奋的新的建筑可能性。在这里，我们表明，这些粘附补丁（化合价）的大小和数量是可以控制的。化合价2导致乳液液滴的柔性聚合物，而高于4的化合价导致刚性液滴网络。一个简单的热力学模型定量地描述了增加的补丁大小与液滴半径，DNA浓度和刚度的系链的粘性端。所述斑块在具有互补DNA链的液滴之间形成，或者可替代地，具有互补胶体纳米颗粒以介导液滴之间的DNA结合。这种乳液系统通过不同的DNA键打开了更复杂结构的定向自组装的途径，这些DNA键具有不同的强度和受控的价态和灵活性。
2013-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Osmotic Stabilisation of Concentrated Emulsions and Foams
在没有聚结的情况下，乳液（和泡沫）的粗化由液滴/气泡之间的分散相的分子扩散控制。对稀乳状液的研究表明，液滴中被捕获物质的渗透压如何能使乳状液“渗透稳定”。Webster和Cates（Langmuir，1998，14，2068-2079）给出了在稀释状态下单分散和多分散乳液的渗透稳定的严格标准。我们认为在这里是否存在类似的标准，单分散和多分散的浓缩乳液和泡沫的渗透稳定，并建议驱动粗化的压力差是小的平均拉普拉斯压力相比。一个精确的计算证实了这一点，对于一个单分散的二维模型，发现一个气泡的压力为P_i = P + Pi + P_i^G，其中P，Pi是大气压力和渗透压，P_i^G是一个“几何压力”，它只对一个球形气泡减少到拉普拉斯压力。对于二维乳状液模型，干限下的P_i^G仅比稀限下的P_i^G大5%。我们的结论是，致密系统的渗透稳定通常需要在每个液滴中的被困分子的压力，这是相当的拉普拉斯压力相同的液滴，如果球形，而不是更大的拉普拉斯压力存在于系统中。我们研究粗化的泡沫和浓缩乳液时，有不足的被困物种存在。速率限制机制被认为是，其适用性和相关的液滴生长速率进行了讨论。在浓缩泡沫或乳液中，液滴重排的有限屈服阈值可能足以防止剩余物的粗化。
2001-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Advection selects pattern in multistable emulsions of active droplets
Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动态与自组织研究所）；University of Göttingen, Institute for Theoretical Physics（哥廷根大学理论物理学院）
研究通过活性液滴多稳态乳液中的对流、扩散和反应作用，揭示了液滴大小选择机制及动态模式。
2026-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Structure and stability of double emulsions
我们提出的图表示两个不混溶的液滴接触的平衡形态。我们研究了液滴形状对表面张力和体积比的依赖性。我们从理论上和实验上研究的政权的参数对应于完全吞没（一个液滴完全吸收的另一个），非吞没（其中液滴保持分离）和部分吞没（中间配置，其中所有三个接口都存在）。我们指定对应于Janus液滴的表面张力值，即，一个完美的球形液滴，由两个不同的相占据的两个子体积组成，并由弯曲的界面分开。我们进一步计算和实验验证的形态过渡状态之间的积极和消极的曲率，这个接口取决于体积的比例和平衡接触角。
2010-10-27 cond-mat.soft
Viscosity of protein-stabilised emulsions: contributions of components and development of a semi-predictive model
蛋白质稳定的乳液可以被视为未吸附的蛋白质和蛋白质稳定的液滴的混合物。为了确定这两种组分对酪蛋白酸钠O/W乳液的整体粘度的贡献，对蛋白质和液滴的纯悬浮液的流变行为进行了表征，并将其性质用于模拟其混合物的行为。这些材料很容易在软胶体的框架内进行研究。在这里，使用粘度模型的两种类型的纯悬浮液促进了半经验模型的发展，涉及蛋白质稳定的乳液的粘度，其组成。
2018-10-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary interactions in Pickering emulsions
用解析方法计算了液滴表面小胶体粒子的有效毛细相互作用势。毛细管单极子和偶极子之间的对势，对应于悬浮在具有固定质心的液滴上并分别受到外力和扭矩的颗粒，在大角度分离处表现出排斥力，在较小的分离处表现出吸引力，后者类似于平坦界面的典型行为。四极杆对应于机械隔离液滴上的自由颗粒，没有观察到这种特性的变化。四极杆的分析结果进行了比较与数值最小化的表面自由能的液滴中存在的椭球粒子。
2011-03-28 cond-mat.soft
Topological rearrangements and stress fluctuations in quasi-two-dimensional hopper flow of emulsions
本文对漏斗形薄样品室中乳化液滴的剪切流动进行了实验研究。在该薄室中，液滴的形状是准2D的。样品处于高于堵塞的面积分数，并被迫以恒定的通量速率流动。从相邻液滴施加到液滴的应力使液滴轮廓变形，并且该变形被量化以提供应力的专门测量。当样品流过料斗时，我们看到应力的大波动，其特征与在其他复杂流体流动中所看到的相似。压力大幅下降的时间段与基本重排事件的爆发（“T1事件”，其中四个液滴重排）相关。更具体地说，我们看到这些观测之间的局部关系：T1事件减少了距离事件3个液滴直径的液滴间力。这直接将微观结构变化与宏观波动联系起来，并证实了局部重排影响附近区域的理论图像。这些局部重排是减少和重新分布流动材料内的应力的重要手段。
2012-08-17 cond-mat.soft
Modelling drug delivery from multiple emulsions
我们提出了一个机制模型的药物释放从多重乳液到外部周围的流体。我们考虑一个单一的多层液滴的药物动力学描述通过不同的液体壳的纯扩散过程。多层的问题是由一个系统的扩散方程耦合通过层间条件施加连续性的药物浓度和流量。通过在液滴的外表面处施加表面活性剂，在外边界处施加质量阻力。二维问题的数值求解有限体积离散。浓度分布和药物释放曲线的三个典型的圆形形状（圆形，椭圆形和子弹）的液滴和依赖性的解决方案上的表面的传质系数进行了分析。主要结果显示，对于增加的液滴伸长率，释放时间减少。
2020-04-09 cond-mat.soft
Effective modelling of the Rayleigh-Bénard convection of concentrated emulsions with finite-size droplets
我们提出了中尺度数值模拟的瑞利-贝纳德对流在一个二维的浓缩乳液，限制在两个平行的墙壁之间，从下面加热，从上面冷却，浮力的作用下。所研究的系统包括有限尺寸的液滴，其浓度$Φ_0$是变化的，范围从稀释极限到乳液开始被包装并表现出非牛顿流变学的点。我们专注于表征的对流传热性能接近从传导到对流状态的过渡。对流是受限的和不均匀的，这导致乳液在空间$ϕ_0(y)$中表现出浓度不均匀性，这取决于在壁到壁方向（$y$）上的位置。为了定量评估这种非均相系统的传热效率，我们采取并排的浓缩乳液系统和单相（SP）系统之间的比较，其局部粘度$η^{\mbox{SP}}(y)$是适当地从乳液的剪切流变学构造。这样的比较突出了需要在局部粘度$η_Λ^{\mbox{SP}}(y)$中引入适当程度的粗粒化$Λ$，以便单相系统获得与乳液相同的传热效率。具体而言，它示出的两个系统之间的定量匹配是可能的，每当粗粒化是在一个规模的顺序的液滴大小进行。
2021-04-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Harnessing the polymer-particle duality of ultra-soft nanogels to stabilise smart emulsions
微凝胶和纳米凝胶被广泛用于稳定乳液，同时实现它们对外部刺激的响应。提高乳液稳定性的因素之一是纳米凝胶的柔软性。在这里，我们研究了可以用N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）的沉淀聚合合成的最软的纳米凝胶，超低交联（ULC）纳米凝胶，如何稳定水包油乳液。我们表明，ULC纳米凝胶可以有效地稳定乳液已经在低质量浓度。这些乳液对液滴絮凝具有抗性，对聚结稳定，并且在温度升高时可以容易地破裂。ULC稳定的乳液液滴的抗絮凝性类似于由线性pNIPAM稳定的乳液的抗絮凝性。相比之下，对聚结的稳定性和温度响应性非常类似于由规则交联的pNIPAM纳米凝胶稳定的乳液。这种性质组合的原因是ULC纳米凝胶可以被认为是柔性大分子和颗粒之间的胶体。作为一种聚合物，ULC纳米凝胶可以在界面处有效地拉伸并均匀地覆盖它。作为一种规则交联的纳米凝胶颗粒，ULC纳米凝胶通过提供空间屏障来保护乳液液滴免于聚结，并快速响应外部刺激的变化，从而破坏乳液。ULC纳米凝胶的这种聚合物-颗粒二象性可用于改善乳液的性质，用于各种应用，例如多相催化或食品科学。
2022-08-17 cond-mat.soft
Theoretical analysis for the optical deformation of emulsion droplets
我们提出了一个理论框架来预测具有超低界面张力的光学变形的微米级乳液液滴的三维形状。液滴的最终形状和尺寸由界面张力和光学力之间的平衡产生。使用激光场作为高斯光束的近似，在Rayleigh-Gans范围内工作，并假设油-水界面处的各向同性表面能，我们数值求解所得形状方程以阐明三维液滴几何形状。我们获得了过多的形状作为光镊的数量，它们的激光功率和位置，表面张力，初始液滴的大小和几何形状的函数。实验上，二维液滴轮廓已从上方成像，但其完整的侧面视图尚未观察到，并报告当前的光学配置。该实验限制指出了在区分具有相同二维投影但具有不同三维形状的液滴时的模糊性。我们的模型首次阐明并量化了这种差异。我们还提供了一个无量纲的数字，表明在值$\approx 1.0$，通过平衡界面张力和激光力，证实使用数据崩溃的形状转换（椭圆形到哑铃）。
2013-08-13 cond-mat.soft physics.optics
Perturbing Dynamics of Active Emulsions and Their Collectives
该研究通过在活性液滴中嵌入可被流动定向、又可反向重导流动的各向异性磁性簇，实现对趋化乳液推进、手性运动及集体行为的可控调节。
2024-05-09 cond-mat.soft
Novel non-equilibrium steady states in multiple emulsions
本文用数值方法研究了非聚结多重乳状液在对称剪切流场中的流变响应。我们发现，动力学显着依赖于剪切速率的大小和封装液滴的数量，两个关键参数，其控制是基本的，以准确地选择所产生的非平衡稳态。例如，双重乳液达到静态稳定状态，其中外部液滴在流动下拉伸并实现椭圆形状（非常类似于在剪切的分离流体液滴中观察到的形状），而内部液滴基本上保持不受影响。多重乳状液中出现了新的非平衡稳态。例如，在低/中等剪切速率下，包封的液滴显示出显著影响外部液滴形状的非平凡的行星状运动。这种动态行为的一些特征部分地由泰勒变形参数和应力张量捕获。除了理论上的兴趣之外，我们的结果还可能刺激进一步的实验，因为大多数预测都可以在实验室中通过监测液滴形状和位置来进行测试。
2019-11-07 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Emulsion Electrocoalescence in microfluidics: impact of local electric fields
本研究通过微流控实验探究静态条件下电场对水滴对聚结的影响，发现油相电阻控制电聚结起始，局部电场增强与配方及电极间水滴数量相关，为微流控操作合理化提供理论基础。
2024-11-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
