了解接触角度歇斯底里:滑动微型模拟双形液态表面的案例

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:

• 从表面流出滴滴和泡对于自清洁,抗结冰和传热等应用至关重要.
• 了解阻碍接触线运动的滴滴结合是这些过程中的一个关键挑战.

研究的目的:

• 为了研究水滴在有图案的水友和疏水区域的表面上固定.
• 根据表面特征和缺陷配置,开发一种描述固定行为模型.

主要方法:

• 使用一种新的光刻方法,制造具有有图案的水性 (基于PEG的SCALS) 和水性 (基于PDMS的SCALS) 区域的表面.
• 具有超低接触角歇斯底里的表面的表征 (约. 3°) 的情况.
• 实验观察滴水的行为和滚动角度与表面组成和缺陷模式的关系.

主要成果:

• 随着模式缺陷的增加,滴滴结增加,可通过在低 (<35%) 或高 (>65%) 卡西表面积分数的强稀缺缺陷模型来预测.
• 在表面积分数中介范围内观察到的接触线面板和分散的滚动角.
• 单个参数 (a = 0.54 ± 0.04) 有效地描述了对疏水表面上的水友缺陷的固定,反之亦然.

结论:

• 一个通用模型和参数可以描述滴滴在有图案的表面上的固定,不管水友性或疏水性区域是否作为缺陷.
• 基于接触角度和缺陷形状提出了一个固定力方程.
• 结果为设计具有受控液体散射特性的表面提供了洞察力,用于自清洁,抗结冰和传热的应用.