倒三角形纳米粗糙表面液滴润湿性分子动力学模拟

摘要：

固体表面纳米结构可以有效地调控界面润湿特性,在材料能源等领域具有重要应用前景.改变纳米结构的几何尺寸能够在一定范围内调节润湿特性,但存在一定的局限性,调节固液间能量系数能够进一步改变界面的润湿特性.然而,纳米粗糙表面液滴在更大区间内的固液相互作用系数下的润湿特性研究甚少.本文采用分子动力学模拟的方法,研究了倒三角形纳米粗糙表面液滴在不同区间能量系数下呈现的润湿行为,并采用渗透率进行表征.结果发现:四个不同的区间内固液间能量系数对渗透率的作用规律不同,呈现出先增后减的趋势,液滴也依次呈现出显著的润湿态,对应润湿状态图中疏水的Cassie态到亲水的Wenzel态,而能量系数越过临界值(～7),Wenzel态再反转回显著的Cassie态;同时,液滴分子空间分布呈现明显的规律性,其底层原子在晶格线或晶面均衡分布,形似壁面原子的外延生长.本文的研究获得了能量系数对润湿性影响规律的全貌性认识,对纳米结构表面润湿性的设计和调控具有一定的指导意义.

关键词：润湿性、分子动力学模拟、渗透率、能量系数、空间分布

所属期刊栏目：39

分类号：O359.1(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金51776043

在线出版日期：2022-07-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：121-127