颗粒与基底润湿性对蒸发驱动胶体单层组装的影响

胶体颗粒的组装单层对于多种应用至关重要，包括光电子学、表面工程以及光收集和催化。一种常见的自组装方法是在固体基底上干燥胶体悬浮液薄膜，使用印刷和涂布等技术。然而，这种方法常常面临低表面覆盖率、堆垛层错和多层形成等挑战。我们数值研究了基底和颗粒润湿性对沉积图案的影响。较高的基底润湿性导致基底上沉积颗粒呈六方排列的单层。相反，较低的基底润湿性导致薄膜破裂后形成液滴，进而形成颗粒团簇。此外，我们发现较高的颗粒润湿性可以减轻基底润湿性的影响，并促进高度有序单层的形成。我们提出了理论模型，预测表面覆盖率与颗粒体积分数、初始薄膜厚度、颗粒半径以及基底和颗粒润湿性的关系，并通过模拟验证了这些模型。我们的研究结果为优化胶体颗粒组装单层的沉积过程提供了有价值的见解。