物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2010年
11期
2989-2996
,共8页
刘天庆%孙玮%孙相彧%艾宏儒
劉天慶%孫瑋%孫相彧%艾宏儒
류천경%손위%손상욱%애굉유
超疏水表面%微纳结构%表面%界面%自由能%冷凝
超疏水錶麵%微納結構%錶麵%界麵%自由能%冷凝
초소수표면%미납결구%표면%계면%자유능%냉응
从超疏水表面(SHS)上初始冷凝液核长大、合并、形成初始液斑开始,分析计算了冷凝液斑变形成为Wenzel或Cassie液滴过程中界面能量的变化,并以界面能曲线降低、是否取最小值为判据,确定冷凝液滴的最终稳定状态.计算结果表明:在只有微米尺度的粗糙结构表面上,冷凝液滴的界面能曲线一般都是先降低再升高,呈现Wenzel状态;而当表面具有微纳米二级粗糙结构,且纳米结构的表面空气面积分率较高时,冷凝液滴的能量曲线持续降低,直至界面能最小的Cassie状态,因此可以自发地形成Cassie液滴.还计算了文献中具有不同结构参数的SHS上冷凝液滴的状态和接触角,并与实验结果进行了比较,结果表明,计算的冷凝液滴状态与实验观察结果完全吻合.因此,微纳二级结构是保持冷凝液滴在SHS上呈现Cassie状态的重要因素.
從超疏水錶麵(SHS)上初始冷凝液覈長大、閤併、形成初始液斑開始,分析計算瞭冷凝液斑變形成為Wenzel或Cassie液滴過程中界麵能量的變化,併以界麵能麯線降低、是否取最小值為判據,確定冷凝液滴的最終穩定狀態.計算結果錶明:在隻有微米呎度的粗糙結構錶麵上,冷凝液滴的界麵能麯線一般都是先降低再升高,呈現Wenzel狀態;而噹錶麵具有微納米二級粗糙結構,且納米結構的錶麵空氣麵積分率較高時,冷凝液滴的能量麯線持續降低,直至界麵能最小的Cassie狀態,因此可以自髮地形成Cassie液滴.還計算瞭文獻中具有不同結構參數的SHS上冷凝液滴的狀態和接觸角,併與實驗結果進行瞭比較,結果錶明,計算的冷凝液滴狀態與實驗觀察結果完全吻閤.因此,微納二級結構是保持冷凝液滴在SHS上呈現Cassie狀態的重要因素.
종초소수표면(SHS)상초시냉응액핵장대、합병、형성초시액반개시,분석계산료냉응액반변형성위Wenzel혹Cassie액적과정중계면능량적변화,병이계면능곡선강저、시부취최소치위판거,학정냉응액적적최종은정상태.계산결과표명:재지유미미척도적조조결구표면상,냉응액적적계면능곡선일반도시선강저재승고,정현Wenzel상태;이당표면구유미납미이급조조결구,차납미결구적표면공기면적분솔교고시,냉응액적적능량곡선지속강저,직지계면능최소적Cassie상태,인차가이자발지형성Cassie액적.환계산료문헌중구유불동결구삼수적SHS상냉응액적적상태화접촉각,병여실험결과진행료비교,결과표명,계산적냉응액적상태여실험관찰결과완전문합.인차,미납이급결구시보지냉응액적재SHS상정현Cassie상태적중요인소.
