化学结构化壁面上液滴的桥连现象

利用介观界面模型与微观密度泛函理论，我们研究了流体在干燥壁面上的吸附，该壁面饰有三条宽度为 $L$、由距离 $D_1$ 与 $D_2$ 隔开的完全浸润条纹。这些条纹与流体以长程力相互作用，给表面自由能带来较大的有限尺寸贡献。我们表明，这一非广延自由能贡献随 $\ln L$ 标度，并驱动不同类型的桥连转变，对应于当相邻浸润条纹间距为分子尺度小时吸附于其上的液滴合并。我们确定了表面相图，并表明其呈现两个三相点，此处孤立液滴、双液滴与三液滴共存。对于对称情形 $D_1=D_2\equiv D$，我们的结果也证实平衡液滴构型始终具有基底的对称性，对应于 $D$ 大时的三个孤立液滴或 $D$ 小时的单个三液滴；然而，对称破缺构型确实出现在相图中非常接近平衡桥连相边界的亚稳部分。我们还考虑了其对其他类型图案化表面相变的意义。