在不湿的微结构表面上的接触角歇斯底里:随机分布的柱子或孔的作用

科学领域:

• 表面科学是一门科学.
• 流体动力学 流体动力学
• 材料科学是一种材料科学.

背景情况:

• 具有微尺度缺陷的超疏水表面对于先进的应用至关重要.
• 了解液体表面相互作用,特别是接触角度,是控制湿现象的关键.
• 卡西的湿模式描述了液体在这种有纹理的表面上的行为.

研究的目的:

• 在具有随机分布的缺陷的超疏水表面上数量研究前进和后退的表面接触角.
• 调查缺陷形状 (柱子/孔,圆形/方形) 和分布 (受限制/不受限制) 对接触角度的影响.
• 为了比较随机分布的缺陷与周期间隔的缺陷的保留力.

主要方法:

• 使用全毛细血管模型进行数值模拟.
• 异质表面近似模型的应用.
• 随机放置缺陷的调查,有不同的限制 (最大距离,最小距离,没有限制).
• 对广泛的柱子或孔度和横截面形状进行分析.

主要成果:

• 缺陷分布的类型和缺陷形状 (圆形/正方形) 不会影响到前进和后退的接触角的大小.
• 随机位置的缺陷的保留力并不大,与周期间隔的缺陷相比,随着更高的度而下降.
• 将数值结果与现有的实验数据进行比较,以确定柱面上的接触角度的退缩和孔面上的接触角度的前进.

结论:

• 表面缺陷特征 (形状,分布) 在卡西的湿状态下对表面接触角度的影响有限.
• 与定期安排相比,随机缺陷分布可以导致保持力降低,特别是在缺陷密度较高的情况下.
• 这项研究提供了关于复杂的超疏水性纹理上的液体表面相互作用的有价值的数值见解.