Jump to content

Смачивающий переход

Смачивающий переход (переход Кэсси-Венцеля) может возникнуть в процессе смачивания твердой (или жидкой) поверхности жидкостью. Переход соответствует определенному изменению краевого угла – макроскопического параметра, характеризующего смачивание. [1] На одной и той же твердой подложке могут сосуществовать различные углы контакта. Смачивающие переходы могут происходить по-разному в зависимости от того, плоская или шероховатая поверхность.

Плоские поверхности [ править ]

Когда капля жидкости попадает на плоскую поверхность, могут возникнуть две ситуации. Если контактный угол равен нулю, ситуация называется полным смачиванием. Если угол контакта находится между 0 и 180°, ситуация называется частичным смачиванием. Смачивающий переход — это фазовый переход поверхности от частичного смачивания к полному смачиванию. [2]

Грубые поверхности [ править ]

На шероховатых поверхностях ситуация гораздо сложнее. Основной характеристикой смачивающих свойств шероховатых поверхностей является так называемый кажущийся угол смачивания (APCA). Хорошо известно, что обычно измеряемые APCA отличаются от предсказываемых уравнением Юнга . Для объяснения этого несоответствия были предложены две основные гипотезы, а именно модели смачивания Венцеля и Кэсси . [3] [4] [5] Согласно традиционной модели Кэсси, воздух может оставаться в ловушке под каплей, образуя «воздушные карманы». Таким образом, гидрофобность поверхности усиливается, поскольку капля частично находится на воздухе. С другой стороны, согласно модели Венцеля, шероховатость увеличивает площадь твердой поверхности, что также геометрически изменяет смачивающие свойства этой поверхности. [1] [3] [4] [5] Переход от режима Кэсси к режиму Венцеля также называют смачивающим переходом. [6] [7] [8] При определенных внешних воздействиях, таких как давление или вибрация, состояние смачивания Кэсси, захватывающего воздух, может преобразоваться в состояние Венцеля. [6] [9] [10] [11] Помимо внешних раздражителей, важными факторами, определяющими скорость смачивающего перехода, являются собственный контактный угол жидкости (ниже или выше 90 градусов), летучесть жидкости, структура полостей (возвратная или невозвратная, связанная или несвязанная). [12] Общепризнано, что режим смачивания Кэсси с захватом воздуха соответствует более высокому энергетическому состоянию, а переход Кэсси-Венцеля необратим. [13] Однако механизм перехода остается неясным. Было высказано предположение, что переход Кэсси–Венцеля происходит по механизму зародышеобразования, начиная с центра капли. [14] С другой стороны, недавние эксперименты показали, что переход Кэсси-Венцеля, скорее всего, обусловлен смещением тройной линии под действием внешнего стимула. [9] [10] [11] Также необходимо учитывать существование так называемого пропитывающего состояния смачивания Кэсси. [11] Понимание переходов смачивания имеет первостепенное значение для проектирования супергидрофобных поверхностей. [15] [16]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. Перейти обратно: Перейти обратно: а б П.Г. де Жен, Ф. Брошар-Вайарт, Д. Кере, Явления капиллярности и смачивания, Springer, Берлин, 2003.
  2. ^ Д. Бонн, Д. Росс, Rep. Prog. Физ. 2001, 64, 1085–1183.
  3. Перейти обратно: Перейти обратно: а б ABD Кэсси и С. Бакстер, Пер. Фарадей Общество, 1944, 40, 546–551.
  4. Перейти обратно: Перейти обратно: а б АБД Кэсси, Обсудите. Фарадей Общество, 1948, 3, 11–16.
  5. Перейти обратно: Перейти обратно: а б Р. Н. Венцель, Индиана, инженер. хим., 1936, 28, 988–994.
  6. Перейти обратно: Перейти обратно: а б А. Лафума, Д. Кере, Nat. Матер., 2003, 2, 457–460.
  7. ^ Л. Барбьери, Э. Вагнер, П. Хоффманн, Ленгмюр, 2007, 23, 1723–1734.
  8. ^ Дж. Ван, Д. Чен, Ленгмюр, 2008, 24, 10174-10180.
  9. Перейти обратно: Перейти обратно: а б E. Bormashenko, R. Pogreb, G. Whyman, Ye. Bormashenko, M. Erlich, Langmuir, 2007, 23, 6501–6503.
  10. Перейти обратно: Перейти обратно: а б E. Bormashenko, R. Pogreb, G. Whyman, Ye. Bormashenko, M. Erlich, Langmuir, 2007, 23, 12217–12221.
  11. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с E. Bormashenko, R. Pogreb, T. Stein, G. Whyman, M. Erlich, A. Musin, V. Machavariani, D. Aurbach, Phys. Chem. Chem. Phys., 2008, 10, 4056–4061.
  12. ^ Со, Донджин; Шрейдер, Алекс М.; Чен, Сю-Ин; Кауфман, Яир; Кристиани, Томас Р.; Пейдж, Стивен Х.; Кениг, Питер Х.; Гизо, Йонас; Ли, Дон Вуг; Исраэлачвили, Джейкоб Н. (07 августа 2018 г.). «Скорости заполнения полостей жидкостью» . Труды Национальной академии наук . 115 (32): 8070–8075. Бибкод : 2018PNAS..115.8070S . дои : 10.1073/pnas.1804437115 . ISSN   0027-8424 . ПМК   6094138 . ПМИД   30026197 .
  13. ^ А. Мармур, Мягкая материя, 2006, 2, 12–17.
  14. ^ К. Исино, К. Окумура, Europhys. Летт., 2006, 76(3), 464–470.
  15. ^ Д. Кере, М. Рейсса, Philos. Пер. Р. Сок. Лондон, А. 2008, 366, 1539–1556.
  16. ^ М. Носоновский, Б. Бхушан, Адв. Функц. Матер. 2008, 18, 843–855.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 26324b373b3ae6fc8e1d22ad2dbdba7f__1679462160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/26/7f/26324b373b3ae6fc8e1d22ad2dbdba7f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Wetting transition - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)