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软固体上的液滴:自由能与接触角的双重转变

流体动力学 2015-06-18 v3 软凝聚态物质

摘要

液滴在弹性基底上的平衡形状通过最小化弹性和毛细自由能来确定,重点关注厚的不可压缩基底。该问题由三个长度尺度控制:液滴尺寸RR、分子尺寸aa以及表面张力与弹性模量之比γ/E\gamma/E。我们表明,当基底从刚性变为柔软时,接触角会经历两次转变。当γ/Ea1\gamma/Ea \gg 1时,微观润湿角偏离 Young 定律;而表观宏观角仅在极软极限γ/ER1\gamma/ER \gg 1下发生变化。我们在假设固体表面能为常数的简化情况下推导了弹性形变。结果表明,较软基底上的总自由能较低,这与最近的实验结果一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1312.6626,
  title  = {Drops on soft solids: Free energy and double transition of contact angles},
  author = {Luuk A. Lubbers and Joost H. Weijs and Lorenzo Botto and Siddhartha Das and Bruno Andreotti and Jacco H. Snoeijer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1312.6626},
  year   = {2015}
}