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Taylor与液滴变形

我的师弟要做乳液体系。我一开始的idea是基于高体系分数的乳液,但慢慢发现做液滴变形反而更好地体系我的idea。一开始想着是师弟的课题,要考虑在他的水平力所能及的范围内做,于是我一直都只告诉他要干哪几件大事,看哪几方面的内容,解决哪些问题。但我自己没有跟着去看液滴变形的文献。最近发现这样好像容易发生误解和走偏。主要因为这是我的而不是他的idea,我的最终意图不是说一两次就能讲明白他。所以现在觉得还是我和他一同学习比较好。但我仍然要注意该他懂的东西就算我看懂了还是得他看一遍,再怎么“一同学习”,将来是他答辨不是我答辩——这是最基本的底线。

所以今天上午略微查了一下文献。我就发现新手和老手的区别确实很明显。我让师弟看关于乳液的文献,这么久了,他好像并没有摸清研究的主线。结果我一上午就搞好了。从这个意义上讲,我才发现我N久以前在科学网上写的那个“我阅读文献的做法”确实比较有实际意义。现在这篇东西好像被转来转去,但是原出处随着我删掉科学网帐户也一起消失了。现在我在本博客重新贴了出来,里面作了一些小修改,基本上按当时写的原样保留,以供日后参考。

今天上午看到了关于浮液中的液滴变形与粘弹性关系的理论研究。从Einstein、Taylor、Palierne再到后面的M&M。Einstein的理论那个“2.5φ”的模型当然是只适合单分散硬球体系。首先考虑液滴体系的是Taylor。但我还是看不懂Taylor原文里的推导是怎么“从硬到软”的。这没所谓,可以通过看后人对Taylor方法的复述来看懂。

按照最常见的引用Taylor的原文是两篇发表在Proc. R. Soc. A上的文章。大致上讲第一篇是理论,第二篇是实验。让我大感兴趣的第二篇文章里的各种apparatuses

有两个主要实验仪器,是为液滴变形制造流场环境的。一个是“four roller apparatus”,制造双曲线流;一个是“parallel band apparatus”,制造简单剪切。

Four roller apparatus

Four roller apparatus

 

Parallel band apparatus

Parallel band apparatus

看到这两个apparatuses我就感到一股蒸气朋克的气息。蒸气朋克是一种好科幻,因为它不具体去渲染哪项特别牛逼的发明如何改变世界和人类社会,而是靠各种日常技术细节的描述去烘托一整个技术背景。科幻除了作为文学欣赏之外(很多科幻小说的文学性其实很低),我认为唯一的实际价值就是吸引年青人从事正式科研工作。例如我本人。那种渲染牛逼技术的科幻,无非是宇宙、基本粒子、基因工程什么什么,再不就是玩心理学玩意识,把还没接触实际科研的年青人直接忽悠得不行。现在的科普也无非是这些话题最热门,原因就在于大家已经被忽悠到认为只有这些才是科学了。事实上亲自从事科学研究的感觉更像蒸汽朋克的气氛。你不是所有钢铁怪物的制造者,而是浩浩荡荡的钢铁时代下一个典型的小矿工。你虽平凡到可以忽略,但却似乎所有那些巨大的连杆、活塞和龄轮都是你的杰作一样,你以身为其中一员而十分自豪,兴奋不已地向新来的客人介绍整个工厂的工作原理,并开动机器亲自操作演示……这不就是一个平凡但地道的科学家会有的所有举动么?所以事实上是像蒸汽朋克这样的科幻小说真正地把人引向实际的科研工作。那些什么基本粒子碰撞黑洞虫洞时间旅行抑或什么内含子裁剪RNA信使镜象神经元男人和女人哪个更爱聊星座的话题请统统去死吧!

日本动画《天空之城》就是一个典型的蒸汽朋克,我挺爱看。就连在《泰坦尼克号》电影里偶然出现的大活塞和大连杆镜头也让我感到一时的振奋。Jack和Rose在逃跑的时候曾经经过邮轮最底下的锅炉区,带着Rose穿着最不堪玷污的礼服穿越充满油污的男性世界,很有爱。我甚至很迷那时候的工人阶级服装。卷起衣袖的白衬衫配吊带工人裤,头上带一顶所谓gastby tweed cap……如果其人还是一个金发正太那就更棒了!在Titanic里面Jack的同伴Fabrizio就一直是这种装束:

Fabrizio with gatsby tweed cap

Fabrizio with gatsby tweed cap

还有《雾都孤儿》里的Oliver!

做我儿子吧

做我儿子吧

回到Taylor的文章,除了这两个apparatuses之外,在文末的附录里还介绍了实验中用于测量粘度和界面张力的两个仪器。测量粘度的仪器就是早期的旋转粘度计,而界面张力仪是在水中鼓油滴的形式:

测量界面张力

测量界面张力

这个方法到现在还在用。

† apparatus的复数到底是什么?很多人以为symposium复数是symposia、datum的复数是data,那apparatus的复数就是apparata。例如英语有把octopus的复数写成octopi。还有lamella复数是lamellae之类。事实上,拉丁语归拉丁语,从拉丁语借用过来的英语是英语不是拉丁语。如果按照拉丁语的规则,复数是不能乱弄的。例如英语的apparatus是来自拉丁语的apparātus,这是阳性主格形式。拉丁语一个词就有六种格和三种性别,共18个形式,每个形式自有一个复数。还有时态问题。而在英语里,由于apparatus不是人,单数就一律用apparatus了。所以到了英语这里首先就没必要较真原来拉丁语是怎么个复数法来显示自己很懂拉丁语了。在讲英语的时候故意把octopus的复数写成octopi就是英语人的hypercorrection,以为octopus既然是-us结尾那一定是拉丁的一个第二人称词。事实上octopus来自希腊语,如果按照本来复数应该是octopodes。但由于octopi在英语已经约定俗成了所以也写进英语词典了。中国人有时也会对英语进行hypercorrection,所以在语言学中“Chinglish”是个严肃的研究对象,到底随着中国人讲英语的增多,中国人所做的hypercorrection有没有融入现代英语。例如按语法xx的钥匙应该是the key TO xxx,所以明明本土英语是说the key for the office的,给中国人说多了就变成the key to the office了。