纳米尺度液膜的热毛细波增长与表面粗糙化

描述液膜自由表面毛细谱的著名热毛细波理论，并未揭示表面波的瞬态动力学，例如光滑表面变得粗糙的过程。本文提出了一个 Langevin 模型，能够捕捉这些动力学，超越了在纳米尺度可能不准确的长波范式，并使用平面和圆柱基底上纳米尺度液膜的分子动力学模拟进行了验证。我们表明，平面液膜的表面粗糙化存在标度关系，且标度指数属于特定的普适类。发现平面液膜的毛细谱趋向于静态谱，表面的粗糙度 $W$ 在饱和前作为时间的幂律增加，$W\sim t^{1/8}$。然而，环形液膜（外半径 $h_0$）的谱对于无量纲波数 $qh_0<1$ 是无界的，这是由于 Rayleigh-Plateau 不稳定性。