流体力学：蒸気を介する2成分液滴のセンシングと運動

表面における液体のぬれ挙動の制御は、撥水コーティングや潤滑などさまざまな工業的応用に重要である。表面上の液体挙動は、「ワインの涙」効果に見られるような完全な広がりから、ハスの葉の超疎水性表面で観察される最小のぬれまでさまざまである。液滴運動の制御は、マイクロ流体工学による液体の取り扱い、自浄作用を持つ表面、熱伝達において重要である。液滴は、表面エネルギーの勾配によって動かすことができる。しかし、液滴運動を抑制しがちな接触線ピン止め効果を既存の手法で克服するには、大きな勾配か、丁寧に調整した表面のいずれかを必要とする。今回我々は、混ざり合う2種類の適切な液体（プロピレングリコールと水など）からなる2成分液滴を清浄なガラス表面に置くと、ピン止めの影響を受けずに、ある距離にわたって隣接液滴の運動を生じさせることを示す。高エネルギー表面の液体に関する標準的な予測と異なり、これらの液滴は完全には広がらず、見かけの接触角を示す。我々は、これらの液滴が、蒸発に起因する表面張力勾配によって安定化され、隣接液滴が放出する蒸気に応答して動くことを実験的および解析的に実証した。また、このロバストな系を基本的に理解することによって、日常的な材料を用いてさまざまな自律的流体マシンを構築できた。

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