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Theory of droplet ripening in stiffness gradients.
Soft Matter ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-06-08 , DOI: 10.1039/d0sm00182a Estefania Vidal-Henriquez 1 , David Zwicker
Soft Matter ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-06-08 , DOI: 10.1039/d0sm00182a Estefania Vidal-Henriquez 1 , David Zwicker
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Liquid droplets embedded in soft solids are a new composite material whose properties are not very well explored. In particular, it is unclear how the elastic properties of the matrix affect the dynamics of the droplets. Here, we study theoretically how stiffness gradients influence droplet growth and arrangement. We show that stiffness gradients imply concentration gradients in the dilute phase, which transport droplet material from stiff to soft regions. Consequently, droplets dissolve in the stiff region, creating a dissolution front. Using a mean-field theory, we predict that the front emerges where the curvature of the elasticity profile is large and that it propagates diffusively. This elastic ripening can occur at much higher rates than classical Ostwald ripening, thus driving the dynamics. Our work shows how gradients in elastic properties control the arrangement of droplets, which has potential applications in soft matter physics and biological cells.
中文翻译：
刚度梯度中的液滴成熟理论。
嵌入软固体中的液滴是一种新型复合材料，其性能尚未得到很好的探索。特别地，还不清楚基质的弹性性质如何影响液滴的动力学。在这里，我们从理论上研究刚度梯度如何影响液滴的生长和排列。我们表明，刚度梯度意味着在稀相中的浓度梯度，该梯度将液滴材料从刚硬区域传输到软区域。因此，液滴在刚性区域中溶解，从而形成溶解前沿。使用平均场理论，我们预测在弹性轮廓曲率较大的位置出现前沿，并且扩散扩散。与经典的奥斯特瓦尔德（Ostwald）成熟相比，这种弹性成熟的发生率高得多，从而推动了动力学。
更新日期：2020-07-01
中文翻译：
刚度梯度中的液滴成熟理论。
嵌入软固体中的液滴是一种新型复合材料，其性能尚未得到很好的探索。特别地，还不清楚基质的弹性性质如何影响液滴的动力学。在这里，我们从理论上研究刚度梯度如何影响液滴的生长和排列。我们表明，刚度梯度意味着在稀相中的浓度梯度，该梯度将液滴材料从刚硬区域传输到软区域。因此，液滴在刚性区域中溶解，从而形成溶解前沿。使用平均场理论，我们预测在弹性轮廓曲率较大的位置出现前沿，并且扩散扩散。与经典的奥斯特瓦尔德（Ostwald）成熟相比，这种弹性成熟的发生率高得多，从而推动了动力学。
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