纳米图案化壁上润湿与预润湿转变的标度行为

我们考虑一个纳米图案化的平面壁，它由宽度为$L$的周期性条纹阵列组成，这些条纹被液体完全润湿（接触角$\theta=0$），并被宽度为$D$的完全干燥区域（接触角$\theta=\pi$）隔开。使用微观密度泛函理论，我们表明，在存在长程色散力的情况下，当分离距离$D$减小到$D_w\propto\ln L$时，壁-气界面在体共存处经历一级润湿转变，这是由相邻液滴之间的桥接引起的。与此相关的是发生在非共存态的一条预润湿转变线。通过改变条纹宽度$L$，我们表明预润湿线表现出普适的标度行为和数据塌缩。这验证了基于介观模型关于完全润湿时有限尺寸效应标度性质的预测，包括表面自由能的对数奇异贡献。