液滴或液膜的鋪展過(guò)程在電子系統冷卻、鍍膜、噴墨印刷等領(lǐng)域具有廣泛的應用。常用的促進(jìn)液滴鋪展的手段有施加電場(chǎng)（電潤濕）或磁場(chǎng)，添加表面活性劑或對液膜加熱以引起Marangoni效應。近年來(lái)，學(xué)者們發(fā)現以表面聲波（surface acoustic wave,SAW）形式傳播的MHz級高頻振動(dòng)可驅使位于固體基底上的完全潤濕液膜鋪展甚至移動(dòng)，而部分潤濕液膜只有在添加活性劑使其表面張力減小后才可在SAW作用下鋪展。深入研究活性劑對SAW作用下部分潤濕液膜鋪展的影響有助于精準控制液膜運動(dòng)，進(jìn)而改進(jìn)工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

由Friend和Yeo領(lǐng)導的研究組在2011——2015年間對SAW作用下的液滴或液膜鋪展現象進(jìn)行了一系列研究。2011年，他們通過(guò)實(shí)驗觀(guān)察到在聲波引起的MHz級振動(dòng)作用下的液滴平衡狀態(tài)取決于它所在基底的潤濕性，進(jìn)一步分析發(fā)現聲輻射壓使液滴在垂直方向上變形，而邊界層流驅使接觸線(xiàn)移動(dòng)及液滴鋪展。2012年，Rezk等發(fā)現固著(zhù)油滴在SAW作用下產(chǎn)生了所謂的“聲潤濕”現象、指進(jìn)不穩定現象和類(lèi)孤子波。Rezk等通過(guò)另一個(gè)實(shí)驗發(fā)現受SAW作用的硅油液膜的穩定狀態(tài)與液膜厚度有關(guān)，且在薄膜的鋪展過(guò)程中出現了兩次流動(dòng)方向的轉變。2015年，Manor等推導出了液膜在SAW作用下鋪展的具有普適性的控制方程，并根據該控制方程分析了液膜的鋪展動(dòng)力。

上述研究對象均是完全潤濕液膜，而之前的研究表明部分潤濕液膜無(wú)法在高頻振動(dòng)作用下鋪展，若振動(dòng)強度進(jìn)一步提升則會(huì )發(fā)生霧化。但Altshuler和Manor發(fā)現往水膜添加表面活性劑使其表面張力減小后，水膜可以在SAW作用下進(jìn)行鋪展。他們的實(shí)驗結果表明振動(dòng)強度一定時(shí)，液膜前緣的移動(dòng)速度和活性劑濃度正相關(guān)；提高振動(dòng)強度可以加快液膜前緣的移動(dòng)速度，且移動(dòng)速度隨θ3/We的減小而增大，其中θ表示三相接觸角，We為Weber數。在理論研究方面，Altshuler和Manor考慮毛細力、聲輻射壓、分離壓作用，分別建立了不含活性劑的薄液膜厚度方程和不含活性劑的厚液膜厚度方程，提出用無(wú)量綱數θ3/We來(lái)闡述控制部分潤濕水膜鋪展的動(dòng)力學(xué)機理。2016年，Altshuler和Manor又通過(guò)數值計算求解不含活性劑的薄液膜厚度演化方程，分別探究了部分潤濕薄液膜鋪展過(guò)程受聲波引起的漂移流主導和受毛細力、漂移流共同控制及受毛細力主導時(shí)的動(dòng)力學(xué)特征。

研究表明，活性劑的存在可以通過(guò)兩種途徑影響液膜的流動(dòng)：首先，活性劑會(huì )降低液體的表面張力，因而活性劑濃度分布不均將導致液體由高濃度區（低表面張力）流向低濃度區（高表面張力），即引發(fā)Marangoni效應，促使濃度分布趨于均勻，加速液膜變??；其次，活性劑的特性和濃度將影響分離壓。一般認為，純水中由于水偶極子的吸附作用而使界面帶負電荷，當純水中加入表面活性劑時(shí)，活性劑的類(lèi)型和濃度均會(huì )對靜電作用力產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響分離壓。而分離壓是影響超薄液膜去潤濕穩定性的主要因素。

綜上所述，SAW作用下的液膜鋪展實(shí)驗已開(kāi)始涉及表面活性劑的影響，但該領(lǐng)域已有的理論模型尚未將這一影響加以考慮。因此，在已有的SAW驅動(dòng)液膜流動(dòng)的模型中引入活性劑濃度對分離壓和表面張力的影響，利用數值模擬研究部分潤濕薄液膜在聲波與毛細力不同相對貢獻度下的鋪展過(guò)程，并討論了分離壓和Marangoni效應對鋪展過(guò)程的影響。