粘性大分子流体在相分离水界面上扩散的增强效应

《ACS Macro Letters》：Enhanced Spreading of Viscous Macromolecular Fluids on Phase-Separated Aqueous Interfaces

高粘度含聚乙二醇（PEG）流体在液-液相分离界面比低粘度流体更易铺展，因相分离产生界面张力梯度，且PEG具有表面活性剂效应降低液-气界面张力，为细胞液-液相分离及工业应用提供新机制。

　　

液体在表面上的扩散和润湿现象在自然界和工业应用中无处不在。传统上，高粘度的大分子流体（例如蜂蜜和硅油）相比低粘度流体（如水）更难以在各种表面上扩散，这是由于界面处存在强烈的粘性阻力。在这项研究中，我们观察到了一个相反的现象：富含聚乙二醇（PEG）的高粘度流体能够在不相溶、相分离的水表面上扩散到更大的区域。这些水界面是通过不同分子量的PEG与柠檬酸钠盐或右旋糖酐之间的液-液相分离形成的。实验和尺度分析表明，这种扩散能力的增强源于两种不相溶水相之间的界面张力梯度，而流体的扩散能力可以通过扩散系数来定量表征。此外，我们还发现这些界面梯度是由于PEG的不对称分布及其类似表面活性剂的作用而降低液-气界面张力所导致的。综上所述，我们的研究揭示了大分子相分离如何促进高粘度流体的扩散，这对细胞内的液-液相分离以及各种工业应用具有重要意义。