Benetzung und Verdampfung von Mehrkomponenten-Tröpfchen

Die Benetzung und Verdampfung von sessilen Tröpfchen sind überall in der Natur verbreitet und von Bedeutung für viele industrielle und alltägliche Prozesse. Während die meisten Forschungen zu sessilen Tröpfchen auf einkomponentige Tröpfchen beschränkt sind, sind komplexe Mehrkomponenten-Tröpfchen in der Tat die häufigsten Systeme in natürlichen und industriellen Bereichen. Mehrkomponenten-Tröpfchen zeigen unterschiedliche Verhaltensweisen, je nach Konzentration der verschiedenen Komponenten in sowohl der flüssigen als auch der gasförmigen Phase. Die nicht uniforme Verteilung der verschiedenen Komponenten führt zu Gradienten in der Oberflächenspannung und beeinflusst die Benetzungsdynamik. Darüber hinaus können einige allgegenwärtige Verhaltensweisen durch die bevorzugte Verdampfung von flüchtigeren Komponenten induziert werden und durch aktives Abstimmen des Dampffeldes durch benachbarte Tröpfchen oder über externe Dampfk Quellen. In diesem Papier überprüfen wir die zugrunde liegenden physikalischen und physikochemischen Mechanismen von Mehrkomponenten-Tröpfchen während der Benetzung und Ausbreitung, die durch Verdampfung induziert und/oder durch das Dampffeld vermittelt werden. Besonders konzentrieren wir uns auf flüchtige Mehrkomponenten-Tröpfchen und schließen kolloidale oder Nanofluide-Tröpfchen aus, die in bestehenden Arbeiten überprüft wurden. Wir geben einen Überblick über die dynamische Benetzung von Tröpfchen, den interfacialen Massentransport, die Lebensdauer der Tröpfchen und die Strömungsmuster dieser komplexen Tröpfchen. Die bisher verfügbaren experimentellen und numerischen Methoden werden ebenfalls zusammengefasst, einschließlich der Anwendungsbedingungen, Genauigkeit, Auflösung und Einschränkungen aus experimenteller Sicht; sowie die wichtigsten Annahmen, mathematische Methoden und entsprechende Zuverlässigkeit aus numerischer Sicht. Schließlich diskutieren wir die Bedeutung der Ausnutzung der interagierenden Mechanismen mit komplexen Tröpfchen und weisen auf die Innovationspotenziale in bahnbrechenden Anwendungen wie 3D-Druck, selbstreinigenden Technologien, digitale Mikrofluidik, zelluläre Sortierung und biomedizinische Diagnosen hin, unter anderem.