电场对液滴界面张力及动力学特征影响的研究进展

叶学民，戴宇晴，李春曦

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北 保定 071003）

进展与述评

电场对液滴界面张力及动力学特征影响的研究进展

叶学民，戴宇晴，李春曦

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北 保定 071003）

电场是改变液滴界面张力的重要因素，施加不同类型的电场对驱动微流体运动、变形、分裂及合并等行为起着至关重要的作用，该技术广泛用于微液滴操控、电子显示和原油脱水等领域，并具有潜在的应用前景。文中综述了电场作用下微液滴气-液、气-固与液-液交界面张力的变化，分析了与界面张力对微液滴运动学行为影响相关的实验现象及模拟成果；指出电场作用下气-液交界面处表面张力的变化趋势，因实验及模拟方法不同目前仍存在较大争议；探讨了直流电和交流电对电润湿过程液滴铺展的不同影响和液滴形态振荡特征；分析了直流电、交流电及电脉冲对电破乳过程中液滴运动行为的重要作用。总结了电场对液滴界面张力影响研究中存在的问题，并提出了值得进一步深入研究的可能方向。

电场；界面张力；电润湿；电破乳

微流控技术广泛应用于微电子、微机械、生物工程和纳米技术领域，液滴运动的控制方法就是其中的一个重要方面，而界面张力是影响、甚至是控制微纳尺寸下液滴铺展与变形运动的关键因素。当液滴处于外加电场中，电介质液体所含带电粒子在交界面处的聚集或排斥作用在宏观上改变了其界面张力，进而影响微液滴的运动、变形、分裂及聚并等行为。因此，深入研究电场对液滴界面张力的影响，对于揭示电场作用下液滴的动力学行为、促进电润湿与电破乳等技术的发展具有重要意义。

未施加电场情形下，气、液、固三相之间的界面张力决定液滴形态。当液滴处于平衡状态时，各界面张力在水平方向上的合力为零，如图 1，接触角与界面张力描述满足Young方程［1］，如式（1）。

式中，θY为接触角；γgl、γls和γgs分别为气-液、固-液、气-固界面间的界面张力。施加电场后，液滴内各粒子受电场影响产生运动，从而改变界面张力；且施加电场方式或类型不同时，受到影响而发生改变的界面张力可能是气-液间的，也可能是固-液间的，还可能是气-固界面间的，这将呈现出不同的液滴运动特征。因电场作用导致的气-液界面张力变化将改变液滴铺展现象，导致的固-液界面张力变化将改变电润湿现象，导致的液-液界面张力变化将改变电破乳现象。下面分别从上述3个方面进行介绍。

图1　液滴接触线受力示意图

1　电场对气-液表面张力的影响

气-液界面间的表面张力是液体分子相互作用的宏观表现［2］。研究电场作用下表面张力对微流体铺展（spreading）特性的影响，有助于获得对电场中微流体铺展特性的深入理解。

目前，关于电场对气-液界面处表面张力的影响尚没有统一结论，多数研究发现电场作用下的气液表面张力随电场强度增大而减小，但也有不少研究指出电场可促使表面张力增大，除此还有研究认为电场对表面张力的大小并无影响，主要研究及其结论如表1所示。

表1　电场对气液表面张力的影响

早在1962年，SCHMID等［3］通过观察了漂浮于气水交界面上的云母片受到施加于垂直液体表面方向的静电场时产生的运动距离，以此来研究电场对表面张力的影响，发现当电场强度达到 6.7kV/cm时，可导致NaCl溶液的表面张力降低；但DAMM［4］对SCHMID的结果提出质疑，认为NaCl溶液表面张力的改变应归因于电极附近杂散电场（stray field）的影响。HAYES［5］在随后实验中，采用波纹方法测量了平行极板间电场中的气液界面处的表面张力，认为在实验误差范围内（因实验不确定性很大，实验结果的可信程度有限），场强达10.4kV/cm的电场对纯水和10% NaCl溶液的表面张力并无影响；另外，HAYES基于热力学理论，推断液体表面和内部的压差促使表面张力增大，且与电场强度平方成比例，如式（2）。

式中，K为液体介电常数；ε0为气体介电常数；E为电场强度。但HAYES还指出，该变化基本可以忽略，这是因为10kV/cm的电场仅使水的表面张力产生约10-5dyn/cm的变化，这与SCHMID的结论相悖。JIANG等［6］采用表面毛细波传播技术检测了电场对纯水、NaCl溶液和十二烷基硫酸钠（SDS）溶液表面张力的影响，该实验在技术上解决了测量表面张力对交界面的干涉，可在非侵入情形下产生和检测电毛细管表面波［7］；实验发现，对于强度为10kV/cm的电场作用，上述各溶液的表面张力在实验精度（约 0.1dyn/cm）内并未检测到变化。LIGGIERI等［8］也认为在表面无自由电荷并处于静电场中时，其表面张力的变化与受磁场作用时的变化相似，场强较小的影响极小，只有极大电场场强才能在实验中检测到表面张力的变化。上述实验结果表明，采用实验直接测量表面张力研究电场对溶液表面张力的影响，受实验精度和实验设计等原因的限制，目前还存在诸多问题。

相对于采用实验直接测量电场对表面张力的影响，间接测量方法中取得了许多积极成果，并涌现出多种测量方法，如液滴重量法、振荡射流法、轴对称液滴形状分析法等。WATANABE等［9］采用液滴重量法测量了水油界面张力，通过向油中添加表面活性剂以提高其导电性，该研究发现增大电场强度可降低表面张力，而改变电场极性并不影响表面张力。采用同样方法，MORIMOTO和SAHEKI［10］测量了真空中油滴的表面张力，表明电场作用下的油滴质量随电场强度增大而减小，并给出了表面张力与电荷间的关系，如式（3）。

式中，γ0为未带电时的表面张力；Q为液滴带电量；Φ为液滴表面电势；a为液滴半径。他们认为电场力和表面电荷促使表面张力降低是产生该现象的原因。SATO等［11］通过振荡射流法，向平行电极板中喷射液滴进而测量表面张力变化，基于对多种液体的实验比较，发现除液体本身物理性质外，外加电场对其表面张力大小也有影响，当电导率＞10-2S/m时，表面张力与电压平方成反比关系［12］（图2），如式（4）。

式中，σ为表面电荷密度。他们认为表面张力降低的机理源自液体表面存在的表面电荷。上述实验结果均表明气液界面上的表面张力随电场强度增大而减小。

然而，采用轴对称液滴形状分析法的 BATENI等［13］则得到与SATO等［11］相反的结果，认为电场可促使液滴表面张力增大；在其实验中，观察到极性醇类液滴在电场中接触角将增大，而非极性液体的接触角并未观测到变化；又因表面张力变化导致接触角改变，因此可通过观测接触角变化得到表面张力的变化趋势。在此基础上，BATENI等［14］将研究推广至有重力影响的情形，通过与无重力环境结果进行比较，未发现重力对表面张力的影响；通过对无重力环境下蒸馏水液滴在电场中的形状变化测定表面张力，表明表面张力随电场增强而增大，且与电场强度的二次方成比例，如式（5）。

式中，b为液顶处曲率；ΔP0为液滴表面各处与液顶处压差。除此之外，SANFELD和WILSON［15］应用平均场理论中的化学势扩展关系式，指出施加外加电场可促使表面张力增大；通过状态方程和介电常数的Debye关系，指出外加电场可使气液交界面化学性质更加稳定，偶极矩越大，表面张力增加越明显。

图2　不同液体在外加电场3ms时表面张力降低量随电压的变化［11］

总之，目前所得电场对气-液表面张力变化的影响尚未统一。直接测量中受实验设备精度及实验设计的局限，致使未检测表面张力的变化；而采用间接测量方法所得表面张力变化也存在较大差异，基于重量间接测量得到的实验结果普遍认为表面张力随电压增大而减小，而基于接触角观测方法所得结果则与其相反，即认为表面张力随电压提高而增大。已有研究表明，电场对气液表面张力的影响主要因电场促使液体表面电荷分布状态发生改变所致，另外，电场对表面张力的影响程度还与液体自身极性有关。

2　介电润湿

电润湿（electrowetting）分为连续流体的电润湿和介电润湿，均是通过施加在固体电极与导电液体间的电场来调节固-液间界面张力，进而改变液滴在基板上的润湿性，即改变接触角，从而实现固体表面上的液滴驱动或操纵［16-18］。电润湿技术已在诸如驱动液滴运动、分裂、合并等行为在微流体操控［19-21］、微变焦透镜［22-24］、光学和流体开关及电子显示等方面有着广泛的应用［25-26］。

2.1 介电润湿机理

介电润湿（electrowetting-on-dielectric，EWOD）源于1875年法国科学家Lippmann发现的电润湿现象，Lippmann在汞电极和电解液之间施加电场，观察到电解液与汞电极交界面的润湿特性发生显著改变，由此提出了著名的 Young-Lippmann方程（简称Y-L方程），如式（5）。

式中，θew为电润湿接触角；θY为施加电压前接触角；V为施加电压；Vpzc为零电荷电位；cH为单位面积的双电层电容。

电润湿基本结构如图3（a）所示，在未施加电压时，因电离、吸附或者离子交换等化学作用在金属电极-电解液交界面处聚集等量异种电荷，形成双电层（electrical double layer，EDL）。当施加电压时［图3（b）］，电场作用使EDL电荷密度增加，由于同性电荷间的排斥作用，使微液滴铺展所需能量减少，导致固-液交界面界面张力减小，从而使固-液接触面增大，三相接触角变小，与宏观上的“润湿”现象相类似。但由于EDL极薄、仅为5～100Å（1Å=0.1nm），对电压承受能力较弱，电荷易越过EDL使电解液发生水解，因此电润湿现象只能发生于金属电极与导电液体间，而不能直接被用来驱动微液滴。

为改善电润湿效果的不足，NANAYAKKARA等［27］提出了在固体基板上涂布疏水介电聚合物形成介电层，介电层隔离了电解质溶液与金属电极，既避免电解质溶液与电极的直接接触，又可保护电极不被电解而腐蚀，大大提高了材料选择和器件设计上的灵活性。这种在介电层上的电润湿被称为介电润湿（EWOD），目前所提及的电润湿一般即指介电润湿。介电润湿结构如图4所示。在未施加电压情形下，由于介电层隔离了电解质溶液与金属电极，固液交界面基本没有电荷积累，因而呈现疏水性，如图4中虚线所示。当施加电压后，介电层由于极化作用形成两个双电层，由于电荷在微液滴与介电层界面的积累，同性电荷发生排斥作用，降低界面自由能，致使固液界面界面张力降低，接触角减小，驱动液滴向外铺展，如图4中实线所示。微液滴与介电层接触面由原本的疏水性变为亲水性，润湿性增强。

图3　电润湿机理

图4　介电润湿铺展机理

2.2 直流电对电润湿的影响

介电润湿研究在近年引起广泛关注。POLLACK等［19］提出了EWOD双极板结构微驱动器，实现了微升级液滴的快速输运［28］，并在实验基础上扩展了微液滴的操控方式，实现了低于60V电压下的液滴的生成、分裂与合并；实验发现液滴输运过程中驱动器尺寸具有“缩放效应”，即在相同电压下等比例缩小电极边长和极板间距，液滴的输运速度基本不变。SONG等［29］通过深入研究 EWOD微驱动器的“缩放效应”，发现在一定范围内，同比缩小电极宽度和极板间距不改变微液滴的稳定驱动所需的临界电压。

近年来，国内外学者对采用不同实验材料和结构情形下的介电润湿现象展开了研究。CHO等［20］运用数字微流体结构电路系统对液滴进行产生、输运、分裂与合并，发现上下极板间距越小越有利液滴分裂，液滴的生成和分裂操作相对于其合并和输运过程较难实现。曾雪锋等［30］分析了介质层材料的介电常数对接触角变化的影响，提出通过采用高介电常数和高击穿场强的材料、减小介质层厚度、优化多层复合介质薄膜厚度，以增大介质薄膜的总电容，从而降低器件的驱动电压，扩大液体和固体的接触角变化范围；以 Si3N4薄膜为介质层，以碳氟聚合物薄膜为疏水层，在双极板结构上实现了硅油环境中去离子水液滴的生成，是国内首次报道EWOD微液滴生成器件，但由于其在介质膜制造过程的缺陷不可避免地引入杂质，使得器件容易被击穿，重复性并不高［31］。岳瑞峰等［32］通过优化介质材料，提高了器件抗击穿性能。RAJABI和DOLATABADI［33］研究了单极板结构微液滴的快速输运特征，测量了液滴瞬时速度曲线，并能在一定位移内稳定驱动微液滴。

电润湿的早期研究主要集中在液滴电润湿的静态特性，即施加电压后液滴最终静止后的静态接触角和所施加电压间的关系。对电润湿液滴动力学的数值模拟研究大多采用 Young-Lippaman方程计算施加电压后的接触角，以此作为壁面的润湿特性来考虑电润湿的作用［34］。但就电润湿物理本质而言，其原因为三相接触线上的电场作用，而非对固体表面能的改变。因此对于电润湿的运动研究需考虑动态接触角，才能得到与实际结果相符的界面张力。为此，洪芳军和郑平［35］在考虑动态接触角条件下，模拟了液滴在介质上电润湿过程的动力学行为，表明电润湿液滴在类似阻尼振荡的过程中逐渐停止运动，并出现了“过度润湿”现象（如图 5）；而且液滴运动时的动态接触角明显偏离静态平衡接触角，表明在电润湿液滴动力学数学模型中考虑动态接触角的必要性。电润湿研究还呈现与多学科交叉的特点，YU等［36］在绝缘介质与电极间涂布光导材料得到光电润湿芯片，并通过实验证明光照处光阻降低，该处微液滴接触角减小，促使产生了微液滴跟随光源移动这一现象。

图5　动态接触角随时间的变化［36］

2.3 交流电润湿的影响

除直流电场对电润湿影响外，对交流电影响的研究也取得许多成果。MUGELE等［37］在频率为20～100Hz范围内研究了固着液滴的周期性振荡，发现液滴振荡有助于液体内部混合增强。MIRAGHAIE等［38］指出交流频率在30～300Hz时，固着液滴内部的混合明显提高，其推断混合增强的可能原因是由液滴界面的形态振荡引起。SEN和KIM［39］采用共面电极结构，实验研究了空气环境中液滴体积及电源频率对振荡行为的影响；虽然观察到共振现象，但由于实验频率段较短，并未给出频率和共振现象的关系。KO等［40］采用针-平面电极结构实验观测了空气中的液滴内部存在两种流动方式，如图 6（a）10Hz～15kHz的低频流动和图 6（b）35～256kHz的高频流动。

图6　交流电场中液滴内部流动［41］

JUNG等［41］也采用针-平面电极研究了交流电引发的液滴振荡，发现在特定频率时液滴发生共振现象。此外，MUGELE等［42］采用了针-平面电极方法分析了油中液滴的运动、振荡及混合特征，指出在液滴接触线前进及后退过程中均会产生“黏滞”效果，促使液滴内部流动发生紊乱进而促进液滴内的混合。SEN和 KIM［39］则在实验中采用了共面电极研究了空气中液滴体积与频率对液滴振荡行为的影响，也观察到了共振现象。蒋冬冬等［43］在实验中注意到相邻的共振模态间存在一临界频率，该频率下液滴振荡对称，大于该频率液滴的振荡则不对称，而在小于该临界频率时，液滴接触线在延展最大时，液瓣位置因液滴收缩和延展呈现周期性交替，如图7所示。

图7　电压100V时不同频率的振荡行为［43］

3　电破乳

电破乳（electric emulsification）技术是通过对原油乳状液施加电场、促使原油乳状液中的小液滴聚结成为大液滴后沉降，即通过电场改变液-液界面张力，实现油水分离［44-48］的方法，以其高效节能、环保性能优越的优点广泛应用于油田原油破乳，对于提高原油品质有着极其重要的作用。

3.1 直流电对电破乳的影响

单液滴在电场中的变形、分裂、聚结、震荡等运动特性对电破乳技术具有重要影响。早期对液滴运动变形的研究主要集中在直流电场和宏观效果方面。在直流电场中，由于电场方向固定，带电乳状液液滴仅可向与自身所带电荷相反的电极运动，在电极附近液滴集聚并相互挤压，克服液滴间的斥力，聚集并进一步破裂、最终实现破乳。EOW 等［49］分析了直流电场强度与界面张力及液滴直径等因素对液滴变形的影响。KAMIYA和HORIE［50］开展了在电场作用下单晶硅基底上含有表面活性剂溶液中的油滴铺展特性研究，发现表面活性剂对油水和固水界面的影响程度相似，在不含表面活性剂情形下，未观测到接触角变化，即其界面张力未发生改变。张军和何宏舟［51］模拟了高压直流静电破乳过程中离散液滴的运动，比较了静电作用时间和电压对液滴浓度的影响。他们注意到提高施加电压要比单纯延长静电作用时间的破乳效果更好；大液滴运动速度更快，因此离散相液滴直径越大，破乳效率更高。

研究表明，影响直流电电破乳的主要因素包括电场强度、表面活性剂的添加及液滴直径；破乳过程中协调好上述因素间的关系可获得更经济和高效的破乳效果，但直流电破乳与交流电破乳在实际应用中相比局限性更大。

3.2 交流电对电破乳的影响

交流电破乳机理则与直流电破乳机理不同，由于交流电场中电压方向周期性改变，致使液滴带电性随之发生周期性变化，液滴中极性表面活性剂分子也随电场变化而发生重排，这些作用促使液滴乳化膜薄化，沿电场方向发生破裂和聚集，最终实现破乳过程。杨东海等［47］利用显微高速摄像系统结合图像处理技术，获得了高压交流电场作用下的点液滴变形特征，指出交流电场中液滴变形度主要受电场强度、界面张力、电场频率和液滴直径的影响，油的黏度对液滴变形度无明显影响。杨东海等［52］还研究了高压交流电场作用下水滴在油中的振荡特性，如图8所示，发现交流电场作用下液滴变形度呈周期性变化，且变形度变化频率是电场变化频率的2倍；电场频率越大，油品黏度越高，界面张力越低，液滴的伸缩变形幅度越小；电场强度和直径对液滴伸缩变形幅度的影响不明显。赵雪峰等［53］分析了高压交流电场中液滴破裂的临界参数及其影响因素，指出液滴在电场中的临界电场强度与直径、界面张力和矿化度等有关，临界电场强度随液滴直径增大、界面张力减小与矿化度增大而减小。

除实验研究外，还有许多研究采用数值模拟方法分析电破乳行为。危卫等［54］基于VOF（volume-of-fluid）方法，在 Navier-Stokes方程中添加电场力作为源项，采用流场与电场双向耦合的数值方法，研究了外加均匀电场和非均匀电场作用下，中性漏电液滴和带电液滴的变形运动及其力学行为；结果表明，均匀电场下，中性漏电液滴内部形成稳定的回转运动，液滴不会发生宏观运动；对于存在净电荷的液滴，受库仑力作用，液滴不仅发生变形，而且也会沿电场线方向运动；非均匀电场下，中性漏电液滴与带电液滴都会沿电场线运动，并发生不同的变形。白莉等［55］采用光滑粒子流体动力学方法的研究表明，电场强度越大，液滴变形速度越快；但场强过高将导致液滴破裂，直径较小的液滴及比较大的液滴变形困难。张军等［56］采用耗散粒子动力学方法建立了电场中的近似液滴粒子力学模型，模拟了两相不相溶液体中的液滴变形特性。结果显示，场强较小时，液滴变形度随时间呈现振荡状态，变形度不随时间继续增大；场强较大时，液滴变形幅度增大，振荡频率变慢；当外加场强增大到一定程度时，液滴变形度不再振荡，而是随时间急剧增大，以至液滴最终破碎，且外加场强越大，液滴破碎所需的时间也越短。梁猛等［57］应用Cahn-Hilliard方程的相场方法，建立了在匀强电场作用下液滴的变形和破裂行为模型。模拟表明，电场强度越强，液滴直径越大，界面张力越小，液滴变形量越显著。分析了液滴两种破裂方式：液滴从中间破裂成两个小液滴和两端处发生破裂并分裂成3部分，如图9，其破裂影响主要取决于连续相和分散相物性条件。

图8　高压交流电场液滴随时间振荡特性［52］

图9　液滴破裂的不同方式［57］

陈庆国等［58］采用Cahn-Hilliard方程的相场方法建立了非均匀电场中液滴仿真模型，利用小型脱水系统开展了乳化液脱水实验，通过高速摄像机观察了对乳化液中液滴的运动行为。结果表明，在非均匀电场中，液滴表面的极化电荷分布不均，由液滴中部向两端逐渐增大，在靠近电场集中方向处的电荷密度和Maxwell应力最大；在一定范围内增大电场强度、电场非均匀系数或液滴直径，均可增大液滴形变量，并提高液滴向电场集中区域的移动速度以及液滴间的聚结速度；电场强度、界面张力、电场频率及液滴直径对液滴变形和振荡起主要作用。

交流电破乳的研究表明：电场强度、界面张力、电场频率和液滴直径是影响液滴变形行为的主要因素；目前，对单一影响因素的研究比较详尽，然而实际上各影响因素间存在着交互作用，而其交互作用对电破乳的影响有待于进一步深入研究。

3.3 脉冲破乳

相对于静电破乳，高频脉冲电破乳具有能耗小、效率高等显著优势。孙治谦等［59］在常规电脱水的电压输出波形上叠加了高频脉冲信号进行了高压高频脉冲，在理论分析基础上进行了显微实验，全面考察了高压高频脉冲电场强度、频率、占空比对水滴极化变形的影响。指出随电场强度增大，水滴变形度近似呈抛物线形增长；随占空比提高，水滴变形度随之增加；但其主要影响因素为电场强度、占空比和电场频率。其研究发现，高压高频脉冲电场作用下，各电场参数间的交互作用对水滴极化变形的影响不可忽略。上述研究成果为高压高频脉冲静电破乳机理的深入探讨奠定了基础。

高压高频脉冲电破乳是近年来新兴的破乳方式，对其研究目前尚不全面。不仅应对各影响因素间的交互作用继续完善，还应考虑在实际生产中的难以避免的杂质及工程时耗等因素。

4　总结与展望

目前，电场作用下气-液交界面处表面张力变化的实验结果仍存在显著差异，直接测量中难以避免的误差及仪器精度等也使实验结果与理论分析存在一定差异；而采用间接测量法得到表面张力变化结果也有较大差异。电场对介电层-电解液交界面界面张力的影响改变了介电层的润湿性，进而形成介电润湿；近年来的研究主要致力于电压、电极尺寸及交流电频率等因素对介电润湿的运动、变形等行为的影响。对于电破乳的研究则集中在电场强度、界面张力、电场频率及液滴直径等因素对其变形和振荡等行为的影响。

虽然目前已有大量研究致力于揭示电场对不同界面张力变化的影响以及对微流体铺展、变形等特征的影响，但仍有以下问题值得进一步讨论。

（1）微纳尺度下液滴铺展、变形等行为中微观粒子的极性及电解质浓度对溶液内粒子分布具有重要作用，因此有必要开展粒子极性、电解质浓度等溶液特性对电场中表面张力变化的影响。

（2）随液滴铺展的发展，接触角不断改变，在电润湿模拟过程中应考虑时间与电压协同作用下微液滴固-液界面张力的变化及对液滴铺展的影响。

（3）以往研究中未考虑液滴所置电极/介电层的物理缺陷，实际上大部分电极/介电层并不平整，但其对微观尺度下的液滴运动影响显著，应在理论模型中纳入考虑范围。

（4）微液滴表面存在蒸发效应，尤其当气液或液固界面存在加热条件时，该界面条件与电场共同作用，可能使液滴内温度发生改变。上述因素的影响也应纳入实验研究，尤其是理论建模中。

（5）在实际工程中，存在原油杂质、工程时耗，考虑时间及无机盐等杂质，这些因素无疑将影响液-液交界面表面张力和微液滴运动的变形行为，因此深入开展上述条件对电破乳技术的影响，将具有重要的理论价值和工程参考价值。

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Review on the effect of electric field on interfacial tension and dynamics of liquid droplets

YE Xuemin，DAI Yuqing，LI Chunxi
（Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment，North China Electric Power University，Baoding 071003，Hebei，China）

The effect of electric field on the interfacial tension of liquid droplets is of crucial importance to the movement，deformation，splitting and merging of micro fluids actuated by electric fields，which is extensively applied in micro drop control，electronic display，crude dehydration，etc.，and its applications have many potential prospects.In this paper，the effects of electric field on the interfacial tension at gas-liquid，gas-solid and liquid-liquid interface are reviewed comprehensively.The mechanism of micro droplet dynamics induced by interfacial tensions in electric fields is discussed.The related experimental studies and simulation results are summarized.The trend of gas-liquid interfacial tension in the electric field is still controversial due to the difference in the experiments and simulation.The diversiform effects of DC and AC electric fields on the spreading of the droplet and the oscillating characteristic in the process of electrowetting are discussed.Similarly，the remarkable effects of DC，AC and pulse electric field on the movement of a droplet in the process of electric emulsification are analyzed.In addition，based on research progress and existing problems，the possible prospects of electric field on interfacial tension and dynamics of liquid droplets are suggested.

electric field；interfacial tension；electrowetting；electric emulsification

TQ 021；O 361.4

A

1000-6613（2016）09-2647-09

10.16085/j.issn.1000-6613.2016.09.003

2016-01-18；修改稿日期：2016-02-16。

国家自然科学基金（11202079）及河北省自然科学基金（A2015502058）项目。

及联系人：叶学民（1973—），男，教授，研究方向为液滴铺展动力学特性和液体薄膜流动。E-mail yexuemin@163.com。