毛细作用可用于将各向异性胶体粒子引导到精确位置,并通过使用界面曲率作为施加场来定向它们。我们在实验中展示了这一点,在实验中,界面的形状通过钉扎到不同横截面的垂直柱上而形成。这些界面呈现出明确定义的曲率场,可沿复杂轨迹定向和引导粒子。轨迹和方向由理论模型预测,其中毛细作用力和扭矩与高斯曲率梯度和与曲率主方向的角度偏差有关。界面曲率在尖锐边界附近发散,类似于尖锐导体附近的电场。我们利用这一特性在优选位置诱导迁移和组装,并创建复杂结构。我们还报告了一种排斥相互作用,其中微粒沿曲率梯度轮廓远离平面边界壁。这些现象在微粒子和纳米粒子的定向组装中具有广泛的用途,在制造具有可调机械或电子性能的材料、乳液生产和封装方面有潜在的应用。
主要关键词