纳米结构表面上液体的侵入与挤出
介观与纳米尺度物理
2017-02-02 v1 软凝聚态物质
摘要
超疏水性与表面粗糙处气体袋的存在相关。随着压力增加，这种“悬浮”状态可能坍塌，导致粗糙表面完全润湿。为了定量表征纳米结构表面上的这一过程，我们在不同压力及多种纹理几何下进行了稀有事件原子模拟。该方法使我们能针对每个压力识别稳定态、亚稳态以及分隔它们的自由能势垒。结果表明，从超疏水态开始并增加压力时，悬浮态在临界侵入压力处突然坍塌。若随后降低压力，系统仍陷于对应于润湿表面的亚稳态。液体仅在非常负的高压下，通过达到临界挤出压力（受限液体的自旋odal）才能从纳米结构中排出。侵入和挤出曲线形成一个滞后回线，由分隔悬浮态与润湿态的巨大自由能势垒决定。这些势垒在压力偏离侵入/挤出压力时增长极快，并显示出对纹理几何的强烈依赖。
引用
@article{arxiv.1702.00332,
title = {Intrusion and extrusion of a liquid on nanostructured surfaces},
author = {Matteo Amabili and Alberto Giacomello and Simone Meloni and Carlo Massimo Casciola},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.00332},
year = {2017}
}