納米結(jié)構(gòu)表面上冷凝液滴的生長模式及部分潤濕液滴的形成機(jī)制

編號：NMJS03703

篇名：納米結(jié)構(gòu)表面上冷凝液滴的生長模式及部分潤濕液滴的形成機(jī)制

作者：劉天慶； 孫瑋； 李香琴； 孫相彧； 艾宏儒；

關(guān)鍵詞：超疏水； 納米結(jié)構(gòu)； 冷凝； 液滴； 生長模式； 潤濕狀態(tài)； 機(jī)理； 模型

機(jī)構(gòu)： 大連理工大學(xué)化工學(xué)院；

摘要： 分析并計(jì)算了納米結(jié)構(gòu)表面上冷凝液滴按照不同途徑長大的過程中液滴能量的增加速率,并以能量增加最小為判據(jù)來確定液滴的生長途徑.結(jié)果表明,納米結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的冷凝液斑在初期按接觸角(CA)增加的模式生長時,其能量增加速率遠(yuǎn)低于其它模式,于是,初始液斑先按增大接觸角、并保持底面積不變的模式生長,直至液滴達(dá)到前進(jìn)角狀態(tài).此后,沿接觸角增加的模式長大所導(dǎo)致的能量增加速率開始遠(yuǎn)高于其它生長模式,于是液滴三相線開始移動,底面積開始增加,但接觸角保持不變.液滴所增加的底面積可以呈潤濕或復(fù)合兩種狀態(tài),分別形成Wenzel液滴及部分潤濕液滴,前者的表觀接觸角一般小于160°,而后者則明顯大于160°.液滴的生長模式及其潤濕狀態(tài)均與納米結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān),僅當(dāng)納米柱具有一定高度、且間距較小時,冷凝液滴才能呈現(xiàn)部分潤濕狀態(tài).最后,本模型對納米結(jié)構(gòu)表面上冷凝液滴潤濕狀態(tài)的計(jì)算結(jié)果與絕大部分實(shí)測結(jié)果相一致,準(zhǔn)確率達(dá)到91.9%,明顯高于已有公式的計(jì)算準(zhǔn)確率.