【摘要】 扩散/滑动的液滴具有一个对其动力学至关重要的现象,即接触角滞后,这种现象广泛存在于大自然中和大多数工业过程中。

扩散/滑动的液滴具有一个对其动力学至关重要的现象,即接触角滞后,这种现象广泛存在于大自然中和大多数工业过程中。这种现象发生于倾斜的衬底上,例如汽车挡风玻璃上的雨滴,就能最好地反映这种现象。

静态条件下,重力拉力有利于液滴向下滑动,而滞后效应则阻止液滴向下滑动。因此,与水平衬底上的对称形状相比,液滴形状是不对称的。液滴在背面的接触角较小时变薄,称为后退接触角θr,而在前端的接触角较高时变厚,称为前进接触角θa。当液滴达到一定的尺寸时,它开始沿斜面滑动,保持其不对称的形状,θa在前面,θr在后面。前进和后退接触角之间的差异称为接触角滞后,这种滞后的存在意味着系统处于亚稳态。接触角滞后有三个主要来源:流体的化学成分、表面粗糙度和化学不均一性。

例如,聚合物或表面活性剂等流体可能会在衬底上留下一层膜,该膜的存在或不存在将直接影响接触角滞后。同时,接触角滞后效应受衬底粗糙度的影响很大,Dettre和Johnson研究了当粗糙度变化时接触角滞后的变化。他们发现,随着粗糙度的降低,θr产生了的异常变化。

接触角滞后也存在于涂布工艺、数字微流控、液滴蒸发、喷墨打印和农药喷洒应用中。滞后在一些工业应用中是有不利影响的(如浸没式光刻),但在其他应用中(如涂层和喷漆)却是至关重要的。

 

科学指南针是杭州研趣信息技术有限公司推出的主品牌,专注科研服务,以分析测试为核心。团队核心成员全部来自美国密歇根大学,卡耐基梅隆大学,瑞典皇家工学院,浙江大学,上海交通大学,同济大学等海内外名校,为您对接测试的项目经理100%具有硕士以上学历。我们整合高校/社会闲置仪器设备资源,甄选优质仪器,为广大科研工作者提供方便、快速、更具性价比的分析测试服务。