Struktur und Dynamik von elektrokinetischen Fluiden

Wir haben die zweidimensionale Lichtstreuung verwendet, um die Struktur und Dynamik eines Einzelstreuwirkenden elektrokinetischen Fluids im ruhenden Zustand sowie bei stationärer und oszillierender Scherung zu untersuchen. Studien des ruhenden Fluids zeigen, dass sich Partikelkolonnen in zwei Phasen bilden. Die Partikel ketten sich zunächst entlang des elektrischen Feldes aneinander, was dazu führt, dass Streuloben orthogonal zum Feld erscheinen, und agregieren dann zu Kolonnen, was bewirkt, dass sich die Streuloben in kleinere Winkel bewegen. Die Kolonnenbildung kann im Rahmen eines thermischen Strukturmodells verstanden werden, das wir präsentieren, während die Streuung zu frühen Zeiten in Richtung des elektrischen Feldes mit der Theorie der Linienflüssigkeiten verglichen werden kann. Bei einfacher Scherung sind die Streuloben in Richtung der Fluidwirbel geneigt, was in detaillierter Übereinstimmung mit dem unabhängigen Tropfenmodell der scherverdünnenden Viskosität steht. Bei oszillierender Scherung variiert die Orientierung der Streuloben nicht sinusoidal. Diese nichtlineare Dynamik wird durch ein kinetisches Kettenmodell beschrieben, das eine Theorie der nichtlinearen Scherrheologie in beliebigen Scherflüssen liefert.