液滴在具有方向性化学异质性的表面上的运动

液滴对表面的粘附本质是一个长期悬而未决的科学问题。随着复杂表面的演进，这些力的量化与预测变得错综复杂。然而，理解这些力对于解释自然界中的液体输运以及为人造界面的设计提供指导极具意义。本文表明，液滴的粘附对化学异质性的方向性高度敏感。具有亲水三角形斑块与超疏水周围区域的非对称双亲表面施加了方向依赖的粘附。这种依赖性通过弯曲梁实验量化，实验中液滴在表面上沿两个相反方向被拖动。此外，由液滴滚落实验推导的力计算揭示了相符的趋势。长宽比越低，两个方向间粘附力的差异越大。双亲表面上流体接触线的形状阐明了方向依赖粘附的起源。即，与相反方向相比，当液滴向顶点移动时，其后退部分钉扎到更多数量的斑块上。当三角形斑块更细长时，这种不对称性消失。这些发现增进了对双亲表面——尤其是普遍意义上具有润湿异质性的表面——上液滴粘附的理解。