本文主要研究内容
作者马龙（2019）在《电场作用下微纳液滴在粗糙固体壁面上的润湿特性研究》一文中研究指出：润湿现象在日常的生活中随处可见,它对动植物的生命活动有着非常重要的影响,同时对人类的生产生活起到了至关重要的作用。电润湿是通过施加电场力驱动气/液/固界面变化,从而改变壁面润湿性达到控制液滴运动的目的。目前,用电场控制固-液界面变化在纳米光电子和微观电子技术中有着非常广泛的应用。但是壁面的极性、粗糙程度以及粗糙形状等对微纳液滴润湿扩展的影响还不为人们所熟知。本文采用分子动力学模拟方法,从微观角度解释微纳液滴在粗糙壁面上的电润湿扩展机理。使用椭圆方程拟合液滴轮廓曲线并求切线斜率得到接触角来表征润湿性的强弱,通过分析微纳液滴的静态润湿过程、动态润湿过程以及水分子内部参数等得到以下结果:首先,研究了壁面极性和交变电场对液滴润湿扩展的影响,构建微纳液滴在极性二氧化硅壁面上润湿的模拟模型。在电场力的作用下,水分子偶极矩倾向于从无序状态向有序状态排布。与整个液滴进行比较,壁面极性对壁面附近水分子的重新排布有着显著的影响。在电场作用下液滴呈现不对称性的润湿扩展,当电场强度为0.45 V/nm时,这种不对称性达到极限。当电场强度Ex=1.0 V/nm时,随着时间的增加前后接触角差值先增大后减小,最终趋于相等约为15度。施加不同频率的交变电场,随着电场频率的增加润湿扩展的不对称性减弱。当交变电场频率为1000 GHZ时,水分子偶极矩排布与不施加外部电场时相同。然后,构建了微纳液滴在不同立方矩阵形壁面上润湿的分子动力学模型。液滴在立方矩阵形壁面上会呈现两种润湿状态—Wenzel状态和Cassie-Baxter状态。立柱高度、宽度、以及立柱间距是决定这两种状态的主要因素,其中立柱间距影响最大。改变壁面能量参数,发现当立柱高度小于截断半径（1.5 nm）时,能量参数为?si-o=0.19 kcal/mol时可以实现壁面由疏水性到弱亲水性的转变,并且随着壁面能量参数的进一步增加壁面的亲水性增强,液滴更易于在壁面上润湿扩展。最后,构建了微纳液滴在粗糙硅壁面上润湿的分子动力学模拟模型,研究电场作用下纳米水液滴在不同粗糙因子和不同壁面形状的固体硅壁面上的电润湿特性。无电场作用时,随着粗糙因子的增加静态接触角先减小后增加。施加竖直方向的电场时,液滴会在电场力的作用下沿垂直壁面方向拉伸;保持粗糙因子r≈2.2不变,改变壁面的形状,发现微纳液滴的平衡状态会呈现Wenzel状态和Cassie-Baxter状态。在弱电场作用下,液滴在固体壁面上呈现对称润湿扩展。当Ex=0.5 V/nm时,微纳液滴沿电场方向被拉伸并且在立方矩阵形表面上完全拉伸成条状,说明粗糙壁面形状对微纳液滴的润湿行为起着重要作用。
Abstract
run shi xian xiang zai ri chang de sheng huo zhong sui chu ke jian ,ta dui dong zhi wu de sheng ming huo dong you zhao fei chang chong yao de ying xiang ,tong shi dui ren lei de sheng chan sheng huo qi dao le zhi guan chong yao de zuo yong 。dian run shi shi tong guo shi jia dian chang li qu dong qi /ye /gu jie mian bian hua ,cong er gai bian bi mian run shi xing da dao kong zhi ye di yun dong de mu de 。mu qian ,yong dian chang kong zhi gu -ye jie mian bian hua zai na mi guang dian zi he wei guan dian zi ji shu zhong you zhao fei chang an fan de ying yong 。dan shi bi mian de ji xing 、cu cao cheng du yi ji cu cao xing zhuang deng dui wei na ye di run shi kuo zhan de ying xiang hai bu wei ren men suo shou zhi 。ben wen cai yong fen zi dong li xue mo ni fang fa ,cong wei guan jiao du jie shi wei na ye di zai cu cao bi mian shang de dian run shi kuo zhan ji li 。shi yong tuo yuan fang cheng ni ge ye di lun kuo qu xian bing qiu qie xian xie lv de dao jie chu jiao lai biao zheng run shi xing de jiang ruo ,tong guo fen xi wei na ye di de jing tai run shi guo cheng 、dong tai run shi guo cheng yi ji shui fen zi nei bu can shu deng de dao yi xia jie guo :shou xian ,yan jiu le bi mian ji xing he jiao bian dian chang dui ye di run shi kuo zhan de ying xiang ,gou jian wei na ye di zai ji xing er yang hua gui bi mian shang run shi de mo ni mo xing 。zai dian chang li de zuo yong xia ,shui fen zi ou ji ju qing xiang yu cong mo xu zhuang tai xiang you xu zhuang tai pai bu 。yu zheng ge ye di jin hang bi jiao ,bi mian ji xing dui bi mian fu jin shui fen zi de chong xin pai bu you zhao xian zhe de ying xiang 。zai dian chang zuo yong xia ye di cheng xian bu dui chen xing de run shi kuo zhan ,dang dian chang jiang du wei 0.45 V/nmshi ,zhe chong bu dui chen xing da dao ji xian 。dang dian chang jiang du Ex=1.0 V/nmshi ,sui zhao shi jian de zeng jia qian hou jie chu jiao cha zhi xian zeng da hou jian xiao ,zui zhong qu yu xiang deng yao wei 15du 。shi jia bu tong pin lv de jiao bian dian chang ,sui zhao dian chang pin lv de zeng jia run shi kuo zhan de bu dui chen xing jian ruo 。dang jiao bian dian chang pin lv wei 1000 GHZshi ,shui fen zi ou ji ju pai bu yu bu shi jia wai bu dian chang shi xiang tong 。ran hou ,gou jian le wei na ye di zai bu tong li fang ju zhen xing bi mian shang run shi de fen zi dong li xue mo xing 。ye di zai li fang ju zhen xing bi mian shang hui cheng xian liang chong run shi zhuang tai —Wenzelzhuang tai he Cassie-Baxterzhuang tai 。li zhu gao du 、kuan du 、yi ji li zhu jian ju shi jue ding zhe liang chong zhuang tai de zhu yao yin su ,ji zhong li zhu jian ju ying xiang zui da 。gai bian bi mian neng liang can shu ,fa xian dang li zhu gao du xiao yu jie duan ban jing （1.5 nm）shi ,neng liang can shu wei ?si-o=0.19 kcal/molshi ke yi shi xian bi mian you shu shui xing dao ruo qin shui xing de zhuai bian ,bing ju sui zhao bi mian neng liang can shu de jin yi bu zeng jia bi mian de qin shui xing zeng jiang ,ye di geng yi yu zai bi mian shang run shi kuo zhan 。zui hou ,gou jian le wei na ye di zai cu cao gui bi mian shang run shi de fen zi dong li xue mo ni mo xing ,yan jiu dian chang zuo yong xia na mi shui ye di zai bu tong cu cao yin zi he bu tong bi mian xing zhuang de gu ti gui bi mian shang de dian run shi te xing 。mo dian chang zuo yong shi ,sui zhao cu cao yin zi de zeng jia jing tai jie chu jiao xian jian xiao hou zeng jia 。shi jia shu zhi fang xiang de dian chang shi ,ye di hui zai dian chang li de zuo yong xia yan chui zhi bi mian fang xiang la shen ;bao chi cu cao yin zi r≈2.2bu bian ,gai bian bi mian de xing zhuang ,fa xian wei na ye di de ping heng zhuang tai hui cheng xian Wenzelzhuang tai he Cassie-Baxterzhuang tai 。zai ruo dian chang zuo yong xia ,ye di zai gu ti bi mian shang cheng xian dui chen run shi kuo zhan 。dang Ex=0.5 V/nmshi ,wei na ye di yan dian chang fang xiang bei la shen bing ju zai li fang ju zhen xing biao mian shang wan quan la shen cheng tiao zhuang ,shui ming cu cao bi mian xing zhuang dui wei na ye di de run shi hang wei qi zhao chong yao zuo yong 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自东北电力大学的马龙，发表于刊物东北电力大学2019-07-08论文，是一篇关于润湿性论文,电润湿论文,接触角论文,分子动力学论文,极性论文,东北电力大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自东北电力大学2019-07-08论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。