拉伸与压缩水性桥在疏水性、疏水性和液浸表面的行为研究
软凝聚态物质
2026-01-05 v1
摘要
水性毛细液桥在自然界和技术过程中无处不在。本文比较研究了在三种不同类型表面上形成的毛细桥：(i) 疏水性玻璃表面，(ii) 疏水性二氯二甲基硅烷(DMS)功能化玻璃表面，以及(iii) 硅油浸入型LIS表面。我们结合实验测量和计算机仿真，对在表面间间隙尺寸变化时的毛细桥演化进行研究，分别推导每种情况下桥的几何形状及其引起的毛ileo力。结果还与现有理论预测进行比较，玻璃和DMS功能化表面的行为均遵循预期趋势：玻璃表面上毛ileo力受接触线锁定主导，表现为特征性的粘滑运动；而在DMS表面上观察到明显的推进和后退滞后。LIS表面上由于不存在锁定现象，力的变化最小，桥的对称性因重力而被打破，LIS之间可能发生液体交换。这种效应在组合LIS和DMS表面的非对称桥配置中尤为显著，LIS向DMS表面的润滑剂转移会改变有效表面张力并改变桥-表面相互作用。我们系统地比较了不同润湿性质的固体和液体界面上毛ileo桥的行为，为设计具有受控桥-表面相互作用的功能性表面应用提供了基础。
引用
@article{arxiv.2601.00345,
title = {Stretching and Compressing Capillary Bridges on Hydrophilic, Hydrophobic, and Liquid-infused Surfaces},
author = {Sarah Jane Goodband and Ke Sun and Kislon Voïtchovsky and Halim Kusumaatmaja},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00345},
year = {2026}
}