I makroskopisk skala beter sig flytande suspensioner, som de som finns i vardagsprodukter som färg, ketchup eller tandkräm, i allmänhet som vätskor. De flyter lätt och kan hällas eller röras om. Men när de observeras i mikroskopisk skala, uppvisar dessa suspensioner ett mer komplext beteende på grund av närvaron av suspenderade partiklar.

1. Brownian Motion :På mikroskopisk nivå utsätts de suspenderade partiklarna i en flytande suspension för Brownsk rörelse. Detta är den slumpmässiga rörelsen av partiklar på grund av deras kollision med de omgivande vätskemolekylerna. Brownsk rörelse gör att partiklarna rör sig i ett sicksackmönster, och ändrar hela tiden deras riktning och hastighet.

2. Sedimentering och krämning :På grund av skillnader i densitet mellan de suspenderade partiklarna och vätskan kan sedimentering och krämbildning inträffa. Sedimentering är sedimentering av tyngre partiklar mot botten av suspensionen, medan krämning är uppkomsten av lättare partiklar mot toppen. Dessa processer påverkas av faktorer som partikelstorlek, densitet och vätskans viskositet.

3. Aggregation och flockning :Suspenderade partiklar i en vätska kan interagera med varandra genom olika krafter, inklusive van der Waals-krafter, elektrostatiska krafter och steriska krafter. Dessa interaktioner kan leda till bildandet av aggregat eller flockar, där flera partiklar kommer samman och bildar större strukturer. Bildandet av aggregat och flockar påverkar suspensionens övergripande beteende och egenskaper.

4. Skärningsförtjockning och skjuvförtunning :Vissa suspensioner uppvisar icke-newtonskt beteende, såsom skjuvförtjockning eller skjuvförtunning. I skjuvförtjockande suspensioner ökar viskositeten med ökande skjuvhastighet, vilket gör att suspensionen blir mer motståndskraftig mot flöde. Omvänt, i skjuvförtunnande suspensioner, minskar viskositeten med ökande skjuvhastighet, vilket gör att suspensionen flyter lättare.

5. Gelation och fasseparation :Under vissa förhållanden kan flytande suspensioner genomgå gelning eller fasseparation. Gelning uppstår när ett nätverk av sammankopplade partiklar bildas genom suspensionen, vilket ger den en halvfast eller gelliknande konsistens. Fasseparation, å andra sidan, sker när suspensionen separeras i distinkta faser, såsom en koncentrerad partikelfas och en klar vätskefas.

Att förstå dessa olika beteenden hos flytande suspensioner i mikroskopisk skala är avgörande för att formulera och optimera olika produkter och material, såsom färger, kosmetika, läkemedel och livsmedelsprodukter. Genom att kontrollera partikelegenskaperna, interaktionerna och miljöförhållandena är det möjligt att skräddarsy egenskaperna och prestandan hos vätskesuspensioner för specifika tillämpningar.