屈曲

血液是一种复杂的胶体悬浮液，它携带着无数关于人类健康的信息。了解蒸发动力学及其随之而来的沉积模式在疾病检测中具有直接的相关性。我们报道了在亲水性(玻璃)和疏水性( PDMS，聚二甲基硅氧烷)衬底上全血滴和稀释血滴的蒸发动力学。我们的实验表明，在亲水性基底上蒸发的血滴在冠状区呈现径向和正径向裂纹，在中心区域呈现随机裂纹。利用Griffith能量准则，我们表明当蒸发液滴内部的毛细管压力和由此产生的压应力超过依赖于弹性模量、界面能、体系颗粒浓度的临界应力时，就会发生裂纹形成。冠状区宽度( w )、接触线处膜厚( h )和裂纹间距( p )随血液稀释度的增加而减小。在2.0 ~ 0.8 % HCT (红细胞压积)的稀释范围内，血滴蒸发完成后，由于压应力不足，从开裂状态向未开裂状态转变。对于疏水性基底，整个血滴会发生屈曲而不是开裂，这可以归因于明显的润湿和蒸发动力学。血滴在疏水表面的屈曲是由于红细胞( RBC )与相邻RBC之间形成的半月板之间形成弹性网络而产生的毛细管压力与临界屈曲压力之间的竞争。随着血液稀释度的增加，液滴由屈曲( HCT在21 ~ 42 %之间)向开裂( HCT在21 ~ 2.0 %之间)过渡，并最终向不开裂( HCT在2.0 ~ 0.8 %之间)过渡。