用于润湿性的流体-固体界面自由能估算：分子模拟方法综述
化学物理
2024-11-18 v1
摘要
流体-固体界面自由能（IFE）是影响润湿行为的基本参数，在广泛的工业应用中起关键作用。通过实验和半经验方法获取可靠的流体-固体 IFE 数据仍具挑战性，而第一性原理理论方法的适用性受限于缺乏可用的计算工具。近年来，开发了多种分子模拟方法用于确定流体-固体 IFE。本综述对这些技术进行了全面总结和批判性评价。从力学途径（如接触角法、基于 Bakker 方程的技术和 Wilhelmy 模拟法）以及热力学途径（包括劈裂壁法、Frenkel-Ladd 技术和测试体积/面积法）介绍了各种模拟方法的发展、基本原理和实现。这些方法可用于计算各种流体-固体界面性质，包括 IFE、相对 IFE、表面应力和表面张力，尽管文献中常不加区分地使用这些性质。此外，还回顾了这些方法的选定应用，以深入了解流体-固体界面能在不同体系中的行为。我们还基于 Navascues 和 Berry 的理论以及 Bakker 方程，阐释了流体-固体 IFE 的两种解释。结果表明，基于这两种解释发展的模拟方法是相同的。本综述主张更广泛地采用分子模拟方法来估算流体-固体 IFE，这对于增进我们对各种化学体系中润湿行为的理解至关重要。
引用
@article{arxiv.2411.09932,
title = {Estimating Fluid-solid Interfacial Free Energies for Wettabilities: A Review of Molecular Simulation Methods},
author = {Yafan Yang and Arun Kumar Narayanan Nair and Shuyu Sun and Denvid Lau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.09932},
year = {2024}
}