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微结构动态润湿

发布日期:2017-03-20

       近些年来, 微结构表面上液滴的超疏水特性已被广泛研究和报道, 但通过加工具有梯度粗糙度的微结构实现液滴自驱动的报道非常缺乏, 相关机理也尚不明晰. 在缺乏相关理论指导的情况下, 数值模拟研究是揭示梯度微结构表面上液滴自驱动的最有效手段之一。本项研究通过改变肋柱宽度和间距, 构造了二级和多级梯度微结构表面, 采用格子 -Boltzmann方法对液滴在两种梯度表面上的铺展过程进行了研究, 探析液滴运动的机理和调控方法. 结果表明, 在改变肋柱间距的二级梯度表面上, 当液滴处于 Cassie 态时, 接触角滞后大小与粗糙度梯度成正比关系; 当液滴从 Cassie 态转换为 Wenzel态或介于两者之间的不稳定态时, 这一正比关系不再遵循. 

(1)均匀微结构表面及其几何参数

(2)液滴二级梯度表面上动态湿润过程