Slow viscoelastic relaxation and aging in aqueous foam
与乳液、糊剂和许多其他形式的软凝聚物质一样，含水泡沫在受到太小而不能引起任何塑性流动的应力时呈现缓慢的机械松弛。为了确定这种粘弹性行为的物理起源，我们模拟了干燥无序粗化2D泡沫如何响应于小的外加应力。我们发现长时间弛豫的机制是由粗化诱导的小气泡团的重排。这些研究结果是完全一致的比例定律以前来自实验蠕变数据的3D泡沫。此外，我们发现，粗化诱导的气泡重排的时间统计描述的泊松过程。
2005-12-05 cond-mat.soft
A Multi-scale Investigation of Aqueous Foams Stabilised by PNIPAM Microgels
Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
该研究探究了交联剂密度与微凝胶浓度对PNIPAM微凝胶稳定的水基泡沫发泡性及稳定性的影响，证实不同长度尺度间特性存在良好关联，为调控泡沫性能提供了多尺度依据。
2026-08-13 cond-mat.soft
Effects of liquid fraction and contact angle on structure and coarsening in two-dimensional foams
本文提出了一个二维湿泡沫粗化的准静态数值模型，采用有限元方法建模气泡变形并近似气流，揭示了非零接触角对初始粗化率平台现象的影响及气泡生长速率与有效邻居数的关系。
2023-12-13 cond-mat.soft
Bubble statistics and coarsening dynamics for quasi-two dimensional foams with increasing liquid content
我们报告的统计气泡的大小，拓扑结构和形状，并在两个平行板之间压缩的气泡组成的泡沫的粗化动力学的作用。样品池的设计允许通过由泡沫在液体储存器上方的高度设定的恒定压力条件来控制液体含量。我们发现，在标度状态下，所有的气泡分布不仅与时间无关，而且与液体含量无关。对于粗化，平均速率随着液体含量的增加而减小，这是由于充满液体的高原边界阻挡了气体的扩散。通过观察单个气泡的生长速率，我们发现随着湿度的增加和气泡尺寸的减小，冯·诺依曼定律逐渐被违反。我们成功地将边界阻塞效应明确纳入冯诺依曼参数模型的这种行为。两个无量纲的气泡形状参数自然出现，其中之一是主要负责违反冯诺依曼定律的泡沫是不完全干燥。
2013-03-26 cond-mat.soft
Multiple dynamic regimes in a coarsening foam
我们使用微分动力学显微镜和粒子跟踪，以确定在互惠和直接空间的粗化泡沫的动力学特性。在所有波矢$q$调查，中间散射函数表现出压缩指数衰减。然而，获得空前小的$q$突出了存在两种不同的$q$ -泡沫松弛速率$Γ(q)$依赖性机制。在任何给定的泡沫年龄，$Γ(q)\sim q$处于高$q$，与定向持续和间歇性气泡位移一致。在低$q$时，我们发现$Γ(q) \sim q^{1.6}$。我们表明，这种变化的$q$依赖性的$Γ(q)$涉及到一个气泡位移分布表现出的截止长度的顺序的气泡直径。在不同的泡沫年龄的$q$ -依赖性的$Γ(q)$的调查表明，泡沫动力学不仅是由气泡长度尺度，但也由施加的气泡生长的应变率;归一化$Γ(q)$由这个应变率和乘以$q$与年龄相关的气泡半径导致所有数据集的崩溃到一个独特的主曲线。
2020-06-08 cond-mat.soft
Coarsening of Two Dimensional Foam on a Dome
在本文中，我们报告的气泡增长率和统计的气泡拓扑结构的粗化的干泡沫包含在两个半球之间的狭窄的间隙。与平坦空间中的粗化相比，六边气泡既不生长也不收缩，我们观察到六边气泡随时间以取决于其大小的速率生长。这一结果与J.E. Avron和D.莱文对于具有不同边数的气泡，除了可能的七个，在生长速率数据中有太多的噪声来证明与平坦空间中的粗化的差异。在统计方面的泡沫拓扑结构，我们发现较少的3，4，和5边的泡沫，和更多的6和更大的边的泡沫，在平坦的空间相比，固定分布的粗化。我们还发现良好的一般协议的平均数的n边泡沫的邻居的侧边的Mesav-Weaire定律。
2012-07-25 cond-mat.soft
Statistics of bubble rearrangement dynamics in a coarsening foam
我们使用散斑可见度光谱测量的时间依赖性的气泡重排事件，驱动的水泡沫中的粗化。该技术给出了在规定体积的样品内的平均散射点速度的时间轨迹。结果进行了分析的事件时间，事件速度和事件位移的分布。还测量了连续事件之间的休息时间的分布;与扩散波光谱结果的比较表明，典型事件的空间结构由仅几个气泡的核心组成，这些气泡经历拓扑变化加上周围的气泡晕，这些气泡的晕移动的量在四到五个气泡处衰减到一个波长。连续事件之间的持续时间，速度和休息时间之间没有相关性。
2008-07-15 cond-mat.soft
Growth laws and self-similar growth regimes of coarsening two-dimensional foams: Transition from dry to wet limits
本文研究了任意含液率的二维粗化泡沫的拓扑和几何结构。为了在由von Neumann定律描述的干极限和由Marqusee方程描述的湿极限之间进行插值，相关的气泡特性是平台边界半径和一个新的变量，有效边数。我们提出了单个气泡生长速率的方程，该方程是通过气泡-气泡界面和通过气泡-平台边界界面的生长的加权和。由此产生的预测成功地测试，没有可调参数，使用广泛的二维波茨模型模拟。模拟还表明，自相似的增长制度，观察到在任何液体部分，并确定如何的平均尺寸增长指数，侧数分布和相对尺寸分布之间的极端限制插值。应用包括浓缩乳液、多晶体中的颗粒和其他由曲率驱动的粗化领域。
2012-03-30 cond-mat.soft
Hierarchical bubble size distributions in coarsening wet liquid foams
本研究通过微重力实验发现湿泡沫粗化过程中存在分层气泡分布，揭示了临界液相分数 $ϕ^*$ 大于随机密堆积分数 $ϕ_{rcp}$ 的现象，提出了湿泡沫粗化的新综合视角。
2023-07-31 cond-mat.soft
Growth of aqueous foam on flexible membranes
本文研究了可变形膜夹持下二维干泡沫的粗化动力学。时变变形的限制膜引起的多边形细胞的气泡的演变相比，刚性膜的情况下，一个显着的改变。这种变化是由于细胞间的气体传输速率和细胞域内的表面曲率的时间波动之间的相关性。参考现有的材料常数来理解相关效应对人工控制粗化动力学的实用性。
2009-05-30 cond-mat.soft
Border-Crossing Model for the Diffusive Coarsening of Two-Dimensional and Quasi-Two-Dimensional Wet Foams
对于干泡沫，气体从小的高压气泡到大的低压气泡的传输主要是通过穿过分隔相邻气泡的薄皂膜的扩散来控制的。对于较湿的泡沫，随着平台边界和顶点用液体膨胀，膜面积变得更小。所谓的“边界阻塞”模型可以解释湿泡沫粗化的一些特征，其基于膨胀的边界完全阻塞气体通量的假设，然而，这种近似在湿/未堵塞极限中显著失败，其中气泡变成紧密堆积的球体并且即使没有膜也会进行粗化。在这里，我们占永远存在的过境流量由一个新的长度尺度定义的气体浓度的平均梯度内的边界。我们计算，它是成比例的膜和边界厚度的几何平均值，我们验证了这种缩放的扩散方程的数值解。我们同样考虑运输膨胀顶点和表面高原边界准二维泡沫。我们展示了如何修改的$dA/dt=K_0(n-6)$冯诺依曼定律的外观依赖于气泡的大小和形状以及浓度梯度的长度尺度的条款。最后，我们用修正的冯诺依曼定律来计算平均气泡面积的增长率，它不是常数。
2017-08-24 cond-mat.soft
Coarsening transitions of wet liquid foams under microgravity conditions
该研究利用ISS微重力环境测量15%–50%液体分数下湿泡沫的粗化速率，发现干泡沫与稀体系生长规律在临界ϕ*处尖锐转变，并将其高于ϕ_rcp归因于弱黏附气泡作用。
2023-07-17 cond-mat.soft
Bubble kinetics in a steady-state column of aqueous foam
我们测量的液体含量，气泡的速度，和气泡大小的分布，在一个垂直的柱的水泡沫保持在稳定状态，通过连续鼓泡的气体进入表面活性剂溶液。接近圆形的气泡在溶液/泡沫界面处积聚，随后以恒定速度上升。在柱体向上移动时，由于气体扩散，它们变得更大，并且由于排水，它们变得更多面体。尺寸分布在底部附近是单分散的，在顶部附近是多分散的，但是存在一个意想不到的中间高度范围，其中尺寸分布是双分散的，小气泡装饰较大气泡之间的连接处。我们解释的演变，在两个bidisperse和多分散制度，使用拉普拉斯压力差，并采取液体馏分作为一个给定的。
2006-09-19 cond-mat.soft
Coarsening dynamics of three dimensional levitated foams: from wet to dry
我们研究了具有广泛不同的液体分数的抗磁悬浮泡沫。由于悬浮，排水被有效地抑制，并且动力学由泡沫气泡的粗化驱动。对于干泡沫，气泡尺寸随着泡沫年龄的平方根而增加，正如从广义冯诺依曼定律所预期的那样。在较高的液体含量下，行为改变为奥斯特瓦尔德熟化，其中气泡以年龄的1/3幂增长。使用扩散波光谱学，我们研究了在不同的制度，并找到干泡沫和湿泡沫的动力学行为的扩散行为的本地动态。
2012-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Relaxing in foam
我们研究了含水泡沫的机械响应，以及它与气泡堆积结构的微观重排动力学的关系。在静止时，即使泡沫变粗，流变性也被证明是线性的。在流动下，剪切诱导的重排与粗化诱导的重排竞争。宏观的后果被捕获的一种新的流变方法，其中一个步骤应变叠加在一个稳定的流动。
2003-01-31 cond-mat.soft
Unexpected spatial distribution of bubble rearrangements in coarsening foams
泡沫是研究应力驱动动力学的理想模型系统，因为系统内的应力不平衡是由粗化过程连续产生的，这与热波动不同，可以通过光学手段方便地量化。然而，泡沫的高浊度通常阻碍了重排事件的时间和空间分布的详细研究，因此迄今为止无法对其对整体动力学的贡献进行明确的评估。在本文中，我们使用新的光散射技术来测量大样本体积内的事件的频率和位置。据报道，（A。S. Gittings和D. J.Durian，Phys.Rev.E，2008，78，066313），我们发现泡沫动力学由两个不同的过程决定：有限持续时间的间歇性气泡重排和空间均匀的准连续过程。我们的实验表明，这两个过程的卷积决定了平均动力学的年龄依赖性，间歇性重排和粗化过程之间的关系不能通过考虑平均值来建立。相比之下，最近引入的光子相关成像技术（A。Duri，D. A. Sessoms，V. Trappe和L. Cipelletti，Phys. Rev. Lett.，2009，102，085702）使我们能够评估事件频率直接由粗化过程施加的应变速率决定。令人惊讶的是，我们还发现，虽然连续事件在时间上的分布与随机过程一致，但连续事件的空间分布并不是随机的：重排更有可能发生在最近重排的区域内。这意味着拓扑重排可能导致不稳定的构型，使得少量的粗化诱导的应变足以触发另一个事件。
2010-09-28 cond-mat.soft
Foaming and antifoaming in non-aqueous liquids
对发泡物理的研究传统上集中在水相体系上。相比之下，非水泡沫还没有得到很好的理解，但由于需要在工业应用中管理发泡，最近对非水泡沫的兴趣激增。在这篇综述中，我们提供了一个全面的讨论，目前国家的最先进的方法，表征非水泡沫，每一个的优点和局限性的关键评价。随后，我们提出了一个简明扼要的概述，目前的理解的机制和方法用于稳定和不稳定的非水泡沫。我们通过讨论开放性问题来结束审查，以指导未来的调查。
2021-08-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
3D simulations of wet foam coarsening evidence a self similar growth regime
在湿液体泡沫中，气体通过气泡壁的缓慢扩散改变气泡压力、体积和壁曲率。大泡沫的成长是以牺牲小泡沫为代价的。气泡越小，收缩得越快。随着给定体积中的气泡数量随时间减少，平均气泡尺寸增加：即泡沫变粗。在粗化期间，气泡也相对于彼此移动，从而改变气泡拓扑结构和形状，而液体在分离气泡的区域内移动。分析这些机制的组合效应需要检查具有足够气泡的体积，以在整个粗化过程中提供适当的统计数据。使用细胞Potts模型，我们模拟这些机制的演变过程中的三维泡沫与$ϕ=0.00$，$0.05$和$ 0.20$的润湿性。我们将液相表示为许多小流体颗粒的集合，这使我们能够监测气泡之间区域中的液体流动。模拟从$ϕ= 0.00$的$2 \times 10^5$气泡和$ϕ= 0.05$和$0.20$的$1.25 \times 10^5$气泡开始，使我们能够跟踪气泡尺寸、拓扑结构和生长速率在25年体积变化中的分布函数。所有的模拟最终达到自相似的增长制度，与时间无关的分布函数和泡沫的数量随着时间的推移而减少的幂律，其指数取决于湿度。
2015-02-11 cond-mat.soft
Liquid Crystal Foams: Formation and Coarsening
研究了由纯液晶8 CB制成的泡沫的粗化。通过使氮气鼓泡通过纯液晶，在反相（$\textrm{T} = 35 ^{\circ}\textrm{C}$）中制备泡沫。在三个温度下研究粗化行为;在近晶相中的$\textrm{T} = 22 ^{\circ}\textrm{C}$和$33^{\circ}\textrm{C}$下以及在结晶相中的$\textrm{T} = 34^{\circ}\textrm{C}$下。在近晶相和结晶相，平均气泡半径$<R>$已被测量为时间的函数$<R > \sim t^λ$。在经典的湿皂泡沫中，生长指数通常为$λ\approx 0.33$，其中粗化是通过气体从具有高曲率的气泡扩散到具有低曲率的气泡。在液晶泡沫中，观察到生长指数$λ= 0.20 \pm 0.05$。这可能是由于气泡表面存在缺陷，从而减缓了粗化行为。该生长指数可以在双晶相和近晶相中观察到。在较高温度下，通常$>35^{\circ}\textrm{C}$聚结主导粗化行为。在各向同性状态$>41.5^{\circ}\textrm{C}$下，泡沫迅速不稳定。
2002-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Gaussian and non-Gaussian speckle fluctuations in the diffusing-wave spectroscopy signal of a coarsening foam
扩散波光谱法（DWS）对含水泡沫的所有先前应用依赖于这样的假设，即检测到的光的电场是高斯随机变量，并且因此Siegert关系适用。在这里，我们测试这一关键的假设，同时测量二阶和三阶时间强度的相关性。我们发现，电场是高斯型的典型实验几何形状相当于照明和检测与平面波，无论是后向散射和传输通过光学厚板。然而，我们发现，高斯字符打破点在/点出背散射的几何形状，其中的照明光斑的大小是不够大的间歇性重排事件的大小相比。
2005-11-28 cond-mat.soft
Average Evolution and Size-Topology Relations for Coarsening 2d Dry Foams
结合von Neumann定律与自相似性，推导了二维干泡沫粗化过程中面积分布矩的时间导数及尺寸-拓扑关系，并通过平行板间气泡粗化实验的高精度图像数据验证了从2到20阶矩的预测。
2022-07-05 cond-mat.soft
Mean-field model for the bubble size distribution in coarsening wet foams
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
本文提出一个三维平均场模型，用于预测湿泡沫在标度状态下气泡尺寸分布，考虑了液体分数$ϕ$的影响，并验证了模型在不同初始条件下的稳定性。
2025-10-11 cond-mat.soft
Experimentally Testing a Generalized Coarsening Model for Individual Bubbles in Quasi-Two-Dimensional Wet Foams
我们提出了高精度的数据的时间演化的气泡面积$A(t)$和圆形形状参数$C(t)$准二维泡沫的气泡之间的平行板压扁。为了与Roth等人[Phys. Rev. E 87 2013]和Schimming等人[Phys. Rev. E 96 2017]的预测进行充分比较，通过控制样品在液体储存器上方的高度来系统地改变泡沫湿度，这反过来控制了平台边界膨胀的半径$r$。对于非常干燥的泡沫，其中边界非常小，观察到经典的冯诺依曼行为，其中气泡的生长速率仅取决于其侧面的数量$n$。对于湿泡沫，膨胀的边界阻碍气体交换，并导致偏离冯诺依曼定律，被发现是符合广义粗化方程。特别是，整体增长率随膜高度线性变化，其随着表面平台边界膨胀而降低。更有趣的是，偏离$dA/dt\propto (n-6)$的冯·诺依曼行为与$nCr/\sqrt{A}$成正比。六边气泡的数据明确地强调了这一点，除了这个术语的存在，六边气泡是禁止增长或收缩的。通过所有四个相关量的变化进行定量测试：$n$、$C$、$r$和$A$
2020-10-13 cond-mat.soft
A multiscale model for the slow viscoelastic response of liquid foams
使用2D数值模拟以及分析建模，我们展示了如何缓慢的粘弹性动力学的含水泡沫粗化诱导间歇性气泡重排。宏观应变率表示在介观动力学的局部重排表示的力偶极子引起的应变场。我们将这些偶极子定量地与相应的气泡重排的局部几何特征联系起来。我们还解释了如何应用一个小的宏观应力的结果的粗诱导重排的偏见。
2006-09-15 cond-mat.soft
Enhanced Coalescence in Driven Foams
该研究通过机械振动驱动准二维泡沫，发现屈服应力增强气泡聚并，并利用振动幅度和液体分数调控粗化与聚并的竞争，建立统计模型定量描述气泡数量演化。
2025-11-09 cond-mat.soft
Effective exponents for the diffusive coarsening of wet foams and analogous materials
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究湿泡沫及类似材料扩散粗化中平均气泡半径幂律增长指数变化的谜题，通过计算扩散气体交换率解释，推广方法到堵塞泡沫得到非幂律增长定律及有效指数变化规律，并与现有数据比较。
2026-07-22 cond-mat.soft
Stable oil-laden foams: Formation and evolution
油和泡沫之间的相互作用一直是各种研究的主题。实际上，油可以是有效的起泡剂，其在可能发生不期望的起泡的各种工业应用中可以是非常有价值的，如在喷射染色工艺或废水处理厂中所见。然而，油和泡沫也可以建设性地相互作用，如在洗涤、消防、食品和石油工业中所观察到的，其中油可以在泡沫结构中或与泡沫接触而没有观察到泡沫的灾难性破裂。在特定的物理化学条件下，油相甚至可以被困在泡沫的水性网络中，从而提供由三种不同的流体相组成的有趣的复杂材料，我们称之为载油泡沫（OLF）。在这篇综述中，我们专注于这样的系统，特别强调干OLF，即总液体体积分数，$\varepsilon$小于5%。我们首先试图澄清这些系统出现的物理和化学条件，我们回顾了文献中获得它们的不同技术。然后，我们讨论了它们的结构，并确定了两种不同的OLF形态，命名为泡沫乳液，其中小的油球包括在网络的水性泡沫和双液泡沫，其中油也包括在水性泡沫网络是连续的，在几个气泡的规模。最后，我们回顾了他们的演变，特别是关于拓扑结构的变化，聚结，粗化和排水的艺术状态。
2017-10-03 cond-mat.soft
Aqueous foams in microgravity, measuring bubble sizes
本文描述了在微重力下的湿泡沫的研究，其气泡尺寸分布的演变，由于扩散气体交换。我们专注于从泡沫表面的图像确定的气泡的大小和在散装泡沫中的气泡的大小之间的比较，确定从漫透射光谱（XPS）。从泡沫表面的图像中提取气泡尺寸分布是困难的，所以我们使用了三种不同的程序：手动分析，使用定制的Python脚本自动分析和机器学习分析。一旦确定并考虑到各种缺陷，所有三个程序都会在误差线内产生相同的结果。该方法仅允许确定与光子传输平均自由程$\ell^*$成比例的平均气泡半径。测得的漫透射光强度与先前为无限横向范围的板状样品推导出的{ $\ell^*$ }之间的关系不适用于微重力实验中使用的立方体几何形状的电池。导出了一个新的更一般的漫反射强度的表达式，并将其应用于确定平均气泡半径。推导出的平均气泡半径的时间演变的平均气泡半径和相同的平均半径在样品表面测量的整个粗化是非常好的协议。最后，进行地面实验，以比较在散装湿泡沫和在其表面的时间很短，扩散气体交换是微不足道的气泡尺寸分布。发现它们是相似的，证实了在表面处看到的气泡是本体泡沫气泡的代表。
2023-02-20 cond-mat.soft
Statistics of microscopic yielding in sheared aqueous foams
我们详细的统计分布的剪切二维泡沫中的气泡重排。这种重排，称为T1事件，是至关重要的机制，导致流动通过微观机械屈服。我们发现，在一个恒定的剪切速率，T1事件的发生率显示只有很小的波动。然而，可以看出，该速率随着构成泡沫的气泡的初始构型的变化而显著变化。此外，我们详细的T1事件的空间和取向分布，并将它们与大部分材料中的应力分布。一些见解的动力学的不可逆性进行了讨论。
2006-08-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characterizing Aqueous Foams by In-situ Viscosity Measurement in a Foam Column
研究提出在泡沫柱测试中同步测量泡沫粘度和高度的新方法，发现早期衰减中粘度急剧下降而高度不变，该方法比传统方法更敏感高效，成功表征多种泡沫稳定性。
2023-10-08 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Mechanical probing of liquid foam aging
我们目前的实验结果的斯托克斯实验中进行的3D干液体泡沫。该系统被用作流变工具：从施加在1cm玻璃珠上的力，在准静态状态下以受控速度投入泡沫中，探测球体周围的局部泡沫特性。有了这个原始的和简单的技术，我们展示了测量泡沫剪切模量的可能性，重力排水率和在粗化过程中的气泡尺寸的演变。
2006-09-19 cond-mat.soft
Tunable effective diffusion of CO2 in aqueous foam
本研究通过实验和理论模型，探究了含CO2二维泡沫在空气中的收缩行为，提出有效介质模型，发现通过调节气体渗透率比可连续调控CO2在泡沫中的有效扩散，实现可调的气体保留与释放。
2025-03-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Spiropyran Sulfonates for Photo and pH Responsive Air-Water Interfaces and Aqueous Foam
响应性泡沫和界面对于响应外部刺激的活性材料是令人感兴趣的。我们已经使用螺吡喃表面活性剂的光致变色反应来呈现界面、上升气泡以及对光刺激活跃的发泡特性。为了解决空气-水界面，我们已经应用了和频生成（SFG），它提供了定性信息的表面过剩和界面的充电状态作为光照射和pH值的函数。在蓝光下，表面活性剂形成一个闭环螺形式（SP），而在黑暗的条件下，环打开和汞（MC）的形式产生。使用SFG，我们表明，不同的pH条件下的本体溶液导致的界面充电状态的变化。我们已经利用了MC表面活性剂的O-H基团可以随着pH去质子化的事实，并使用该事实来调节界面处的分子净电荷。事实上，SFG表明，随着pH值的增加，从界面水分子的OH伸缩带的强度增加，我们与表面净电荷的增加。在pH为5.3时，用蓝光照射导致OH强度的可逆降低，而CH强度与黑暗条件下的相应强度相比没有变化。这些结果表明表面净电荷随光的变化，这也预期通过静电分离压力的变化影响泡沫稳定性。事实上，泡沫稳定性的测量与该假设一致，在黑暗中具有更高的泡沫稳定性。在pH 2.7时，这种行为被逆转。这通过上升气泡实验得到证实，该实验表明，与在黑暗状态下表面活性剂的气泡速度相比，当用蓝光照射气泡时，气泡速度前所未有地降低约30%。
2020-07-15 cond-mat.soft
Structure-dependent mobility of a dry aqueous foam flowing along two parallel channels
二维含水泡沫的速度已被测量，因为它流过两个平行的通道，在一个恒定的总体积流量。两个通道之间的通量分布作为其宽度比的函数进行了研究。当通道中的泡沫结构为单梯或竹时，流速比对宽度比的依赖性很强。特别是，在双楼梯和单楼梯之间以及单楼梯和竹子之间的过渡处观察到速度比的不连续性。占固体壁处的粘性耗散和在通道出口处钉扎的膜上的毛细管压力的理论模型预测了所观察到的作为宽度比的函数的速度比的非单调演化。它还定量预测了间歇性的时间演变的速度在较窄的通道时，它是如此之窄，膜钉扎在其出口反复带来的流动接近停止。
2013-09-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Capillary Flow of Oil in a Single Foam Microchannel
当使用适当的表面活性剂时，油和水性泡沫可以紧密混合而不破坏泡沫。在这封信中，我们表明，一个泡沫，最初没有油，可以吸引一个油滴的毛细管力的作用下，并通过水网络拉伸它。我们专注于一个单一的水平泡沫通道，称为高原边界的石油吸入。在这种受限通道中，吸胀动力学由毛细作用和粘度之间的平衡控制。然而，我们的系统的标度律不同于在多孔介质，如含水泡沫的经典吸胀。这是由于液体通道的特殊几何形状：充满发泡溶液的平台边界总是凹的，而充满油时它们可以是凸的或平的。最后，局限在高原边界的油段塞在膜破裂后碎裂成液滴。
2013-12-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Foamability of aqueous solutions: Role of surfactant type and concentration
本文研究了控制各种表面活性剂溶液起泡性的主要表面特性。阴离子，阳离子和非离子表面活性剂与不同的头部基团和链长的实验进行在一个很宽的浓度范围内，从0.001 mM到100 mM。电解质的浓度也从0变化到100 mM。对于所有的表面活性剂的研究，三个区域中的发泡性，VA，表面活性剂浓度的对数，lgCS的依赖，观察。在区域1中，VA非常低，并且弱依赖于CS。在区域2中，VA随着CS急剧增加。在区域3中，VA达到平台。一个关键的新要素，在我们的解释发泡数据是，我们使用的表面张力测量，以确定依赖的主要表面性质（表面活性剂吸附，表面覆盖和表面弹性）的表面年龄的气泡。通过这种方式，我们通过考虑发泡过程中形成的动态吸附层的性质来解释发泡测试的结果。非离子型和离子型表面活性剂的数据合并在两个主曲线附近，当绘制为表面覆盖率、表面迁移率因子或动态吸附层的吉布斯弹性的函数时。离子型和非离子型表面活性剂之间的这种差异被解释为具有离子型表面活性剂的泡沫膜表面之间的静电排斥的重要贡献，该离子型表面活性剂甚至在中等表面覆盖度和相对高的离子强度下稳定动态泡沫膜。相比之下，由非离子表面活性剂溶液形成的膜通过空间排斥而稳定，空间排斥变得足够高以仅在相当高的表面覆盖率（> 90%）下防止气泡聚结，这对应于动态吸附层的相关高吉布斯弹性（> 150 mN/m）和低表面迁移率。
2019-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Investigation of shear banding in three-dimensional foams
本文研究了宽间隙库埃特几何条件下不同结构的三维水相泡沫的定常流动特性。从局部速度测量通过磁共振成像技术和粘度分叉实验，我们发现，这些泡沫没有表现出任何可观察到的签名剪切带。这与之前的两个结果形成对比（Rodts等人，欧罗巴信件：69（2005）636和Da Cruz等人，物理评论E，66（2002）051305）;我们讨论了这种不适的可能原因。此外，我们研究的泡沫在远低于最近预测的临界剪切速率的剪切速率下经历稳定流动（Denkov等人，物理学评论快报，103（2009）118302）。局部测量的本构关系最终表明，这些泡沫表现为简单的Herschel-Bulkley屈服应力流体。
2011-05-03 cond-mat.soft
Hysteresis and Avalanches in Two Dimensional Foam Rheology Simulations
泡沫具有独特的流变特性，从固体状到流体状。本文采用蒙特卡罗模拟方法，采用驱动的大Q Potts模型，研究了剪切作用下不同无序度的二维非粗化泡沫。我们发现，拓扑重排的动力学敏感地依赖于结构无序。
1999-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Diffusive foam wetting process in microgravity
本文报道了微重力条件下含水泡沫润湿的实验研究。沿气泡边缘的液体分数$\ell$进行测量，发现是一个相关的动力学参数在毛细过程中。液体在泡沫中的渗透、泡沫的膨胀和刚度损失都服从严格的扩散过程。
2001-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simply solvable model capturing the approach to statistical self-similarity for the diffusive coarsening of bubbles, droplets, and grains
提出一个精确可解的常微分方程模型，通过平均气泡尺寸和临界气泡尺寸近似表征分布，成功捕捉气泡、液滴和晶粒扩散粗化趋近统计自相似标度状态的过程，适用于二维和三维泡沫及更一般的相分离系统。
2023-06-22 cond-mat.soft
Arresting bubble coarsening: A two-bubble experiment to investigate grain growth in presence of surface elasticity
许多两相材料由于与分离两相的界面相关的能量消耗而遭受晶粒生长。虽然我们对不同材料中晶粒生长的驱动力和动力学的理解到目前为止已经很先进了，但目前的研究工作解决了如何减缓这一过程的问题，或者理想情况下，逮捕。我们使用一个模型系统的两个气泡，探讨如何存在一个有限的表面弹性可能会干扰粗化过程和最终的晶粒尺寸分布。结合实验和建模的两个气泡的演化分析，我们表明，明确的关系可以预测之间的表面张力，表面弹性和初始/最终尺寸比的气泡。我们合理化这些关系的引入修改吉布斯准则。除了他们的一般利益，目前的结果有直接的影响，我们理解的泡沫稳定性。
2017-01-09 cond-mat.soft
Coupled elasticity in soft solid foams
软材料的弹性会受到气泡存在的极大影响。从聚合物凝胶到浓缩乳液和胶体悬浮液，这种毛细管效应被广泛应用于各种材料。虽然实验结果和理论存在用于描述泡沫材料的弹性毛细行为（即具有中等气体体积分数），泡沫系统仍然需要专门的研究，以增加我们对充气材料在整个气体体积分数范围内的弹性的理解。在这里，我们阐述了控制良好的泡沫与浓缩的乳液，我们测量其剪切弹性模量作为一个功能的气体分数，气泡的大小和弹性模量的乳液。这种复杂的泡沫具有气泡组件和间隙基质的弹性特征。此外，它们的弹性模量示出由两个参数，即气体体积分数和弹性毛细数，定义为与气泡毛细压力的乳液模量的比率。我们连接我们的泡沫与现有的数据泡系统的结果，我们提供了一个一般的看法，在软弹性介质中的气泡的效果。最后，我们建议，我们的研究结果可能是有用的，用于估计的剪切模量的水性泡沫和乳液的多峰尺寸分布。
2017-04-10 cond-mat.soft
Yield stress of aerated cement paste
研究了加气水泥浆体的屈服应力。通过将含水泡沫与水泥浆混合来制备样品，这允许控制气泡尺寸、气体体积分数和水泥浆的屈服应力。根据用于制备前体水性泡沫的表面活性剂，观察到两种不同的行为：（i）对于相对于水泥颗粒具有低吸附能力的表面活性剂，气泡倾向于降低糊剂的屈服应力，其幅度由宾汉毛细管数控制，这解释了气泡的可变形性。(ii)对于具有高吸附能力的表面活性剂，气泡显著增加屈服应力。这种行为被证明是由于表面活性剂引起的疏水化的水泥颗粒，吸附在气泡的表面，并往往使它们硬化。在该范围内，空气掺入的效果与添加的固体颗粒的效果相当。
2019-10-25 cond-mat.soft
Mixtures of foam and paste: suspensions of bubbles in yield stress fluids
我们研究了泡沫和膏体的混合物的流变行为，它可以被描述为气泡在屈服应力流体中的悬浮液。模型系统是通过混合单分散水性泡沫和浓乳液设计的。悬浮液的弹性模量随气泡体积分数的增加而减小。当弹性毛细管数（定义为糊剂弹性模量与气泡毛细管压力的比率）高时，这种降低变得更加尖锐，这说明了与糊剂相比气泡的软化。相比之下，大多数研究材料的屈服应力不会因气泡的存在而改变。它们的塑性行为由塑性毛细管数决定，塑性毛细管数定义为糊状物屈服应力与气泡毛细管压力的比率。在低塑性毛细管数值，气泡表现为不变形的夹杂物，我们预测，悬浮液无量纲屈服应力应保持接近统一。在大的塑料毛细管数值，我们观察到气泡破裂混合过程中：气泡变形剪切。最后，在最高的气泡体积分数，屈服应力突然增加：这被解释为一个“泡沫屈服应力流体”制度，这发生时，膏介观本构要素被强烈限制在膜之间的气泡。
2013-03-21 cond-mat.soft
Amino acid-driven hydrophobization of alumina and production of particle stabilised foams in a broader pH range
研究了氨基酸（甘氨酸、L-缬氨酸、L-异亮氨酸和L-亮氨酸）与氧化铝表面的相互作用，以诱导部分疏水化和超稳定颗粒稳定泡沫的产生。通过机械量子模拟和实验测试（发泡性、ζ电位、接触角和泡沫寿命测量）对这些氨基酸进行评价。实验结果与模拟所指出的趋势一致。所选择的氨基酸与氧化铝颗粒在水性介质中和在更宽的pH范围内相互作用，导致表面疏水化，这对于具有更高分子量的氨基酸（异亮氨酸和亮氨酸）更强烈。因此，生产出了具有更长寿命（> 100小时）的超稳定泡沫，并且泡沫微结构被保护免于老化现象。此外，所获得的泡沫在不同的pH值下是稳定的，为开发大孔多相陶瓷开辟了新的可能性，这可能导致在高温下隔热的新型材料。
2020-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of surfactant concentration on the responsiveness of a thermoresponsive copolymer/surfactant mixture with potential application on Smart foams formulations
我们研究了由具有刷型结构的温敏性带负电荷的接枝共聚物（Alg-g-PNIPAAm）和带相反电荷的表面活性剂（DTAB）的混合物在本体中和在空气-溶液界面处形成的体系。我们进行了实验的表面张力，电泳迁移率，动态和静态光散射和原子力显微镜，以表征作为DTAB浓度和温度的函数形成的复合物。我们发现，这些聚合物-表面活性剂复合物能够响应改变它们的大小，无论是在散装和在空气-溶液界面，当T增加到高于线圈-小球转变温度（LSCT）的共聚物。然而，发现热响应依赖于表面活性剂浓度cs：对于cs < 2.8 mM，聚集体的尺寸随着T的增加而减小，但是对于cs >= 2.8 mM，发生相反的行为，即尺寸随着T的增加而增加。在界面处，通过将T增加到LCST以上而对表面张力产生的影响的强度随着cs的增加而连续减小，从而降低了界面复合物响应温度变化的能力。我们研究了用这些混合物配制的水性泡沫的稳定性作为T和cs的函数。我们发现，泡沫的稳定性可以通过改变T调制，但我们观察到，这种效果是依赖于表面活性剂的浓度范围。我们发现聚集体尺寸的变化、表面张力行为和泡沫稳定性对温度变化的响应性之间存在相关性。
2017-07-08 cond-mat.soft
Flow of a two-dimensional liquid foam: Impact of surfactant type and boundary conditions
本研究实验探究二维单分散泡沫在光滑与粗糙边界下的流变行为，发现表面活性剂类型影响界面迁移性，导致粘弹性模量、屈服应力及粘性应力标度关系差异。
2025-03-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Deformation and flow of a two-dimensional foam under continuous shear
我们研究了二维含水泡沫在库埃特几何条件下的准静态剪切流动特性。一个强大的本地化的流动（剪切带）在移动壁的边缘被证明，其特征在于平均切向速度的指数衰减。此外，快速的速度波动的分析揭示了自相似的动力学结构组成的集群的气泡作为刚体滚动。要涉及的瞬时（弹性）和时间平均（塑性）的应变分量，我们开发了一个随机模型，其中不可逆的重排被激活的局部应力波动源于摩擦的墙壁。这个模型给出了一个完整的描述，我们的观察，也是一致的颗粒剪切带的其他群体获得的数据。
2001-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Resolving long-range spatial correlations in jammed colloidal systems using photon correlation imaging
我们介绍了一种新的动态光散射方法，称为光子相关成像，它使我们能够解决软物质在空间和时间的动力学。我们证明光子相关成像通过调查的准二维粗化泡沫制成的高度包装，可变形的气泡和一个刚性的凝胶网络形成的稀释，有吸引力的胶体颗粒的缓慢动力学。我们发现这两个系统的动态是由间歇性重排事件。对于泡沫，重排延伸到几个气泡，但一个小的动态相关性观察到宏观长度尺度。对于凝胶，动力学相关性延伸到系统的大小。这些结果表明，在堵塞的系统中，动力学相关性可以是非常长的范围，并指出机械性能在确定其性质方面的关键作用。
2009-03-02 cond-mat.soft
In-situ imaging of the three-dimensional shape of soft responsive particles at fluid interfaces by atomic force microscopy
在两种流体之间的界面处吸附时，软的可变形颗粒的重新配置支撑了它们的动力学和相互作用的许多方面，最终控制与材料相关的颗粒单层的宏观性质，例如颗粒稳定的乳液和泡沫，以及过程，例如。G.基于粒子的光刻。尽管其重要性，实验确定的三维形状的软颗粒在流体界面的高分辨率仍然是一个难以捉摸的任务。在这项工作中，我们采取聚（N-异丙基丙烯酰胺）（pNIPAM）微凝胶作为模型软颗粒，并证明其构象在水相和油相之间的界面处可以完全重建通过原位原子力显微镜（AFM）成像。我们表明，从界面的两侧成像的颗粒形貌允许一个表征在界面张力的作用下的颗粒的面内变形和可视化的发生在两种流体中的不对称溶胀。此外，该技术能够研究不同的流体相和颗粒结构，以及原位研究温度变化对颗粒构象的影响。我们设想，这些结果开辟了一个令人兴奋的范围的可能性，提供微观之间的洞察力的单粒子行为的软物体在流体界面和宏观材料性能的相关应用和基础研究。
2022-04-20 cond-mat.soft
Temperature-sensitive Soft Microgels at Interfaces: Air-Water versus Oil-Water
智能乳液或泡沫的形成，其稳定性可以通过切换外部参数按需控制，是基础研究和应用的极大兴趣。一组新兴的智能稳定剂是微凝胶，它是纳米和微米尺寸的三维聚合物网络，可被良溶剂溶胀。在过去的几十年里，各种外部刺激对微凝胶在空气和油-水界面上的二维相行为的影响已经被研究。然而，几乎没有考虑到最高阶段本身的影响。在这里，我们提出的数据，直接解决的顶相的微凝胶性能在接口上的影响。pNIPAM微凝胶的尺寸在从两个界面沉积后测量，即，空气-和癸烷-水。虽然微凝胶的总面内尺寸随着界面张力的增加而增加，但位于水相中的微凝胶的部分或分数不受影响。我们将微凝胶占据的面积与界面的表面张力相关联，这允许估计弹性模量。在纳米压痕测量相比，我们观察到一个较大的弹性模量的微凝胶。通过结合压缩，沉积和可视化，我们表明，微凝胶单层的二维相行为没有改变，虽然微凝胶具有较大的总面内尺寸在较高的界面张力。本预印本和电子补充信息的同行评审和扩展版本可在S.~ Bochenek，A.~ Scotti，W.~ Richtering，\textit{Soft Matter}，2020，DOI：10.1039/d0sm01774 d.
2020-12-08 cond-mat.soft
