外电场如何触发纹理表面上的 Cassie-Baxter-Wenzel 润湿转变？
软凝聚态物质
2021-09-29 v1
摘要
理解由外电场触发的液滴在 Cassie-Baxter 态与 Wenzel 态之间润湿转变的临界条件与机制具有重要意义，因其在工业与工程中有众多应用。然而，图案化表面上的此类润湿转变仍未被充分理解，例如电润湿数、图案化表面几何形状以及液滴体积对转变的影响尚未被系统研究。本文中，我们针对置于微柱表面或多孔基底上的液滴施加外电压所触发的 Cassie-Baxter-Wenzel 润湿转变提出了一个理论模型。研究发现，该转变通过显著降低由中间复合态产生的能垒而实现，这使得液滴能够跨越能垒并完成转变过程。我们的计算还表明，对于固定液滴体积，临界电润湿数（电压）随表面粗糙度在微柱图案化（多孔）表面上增大（减小）；若表面粗糙度固定，小液滴往往放宽该转变的临界电润湿条件。此外，我们构建了以电润湿数、表面粗糙度和液滴体积为坐标的三维相图以阐明 Cassie-Baxter-Wenzel 润湿转变。我们的理论模型可用于解释文献中报道的先前关于 Cassie-Baxter-Wenzel 润湿转变的实验结果。
引用
@article{arxiv.2101.11215,
title = {How does an external electric field trigger the Cassie-Baxter-Wenzel wetting transition on a textured surface?},
author = {Ke Xiao and Xi Chen and Chen-Xu Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11215},
year = {2021}
}