Evaporation of tiny water aggregation on solid surfaces of different wetting properties
用分子动力学模拟研究了微量水在不同润湿性固体表面上的蒸发。我们发现，随着表面由疏水性向亲水性的转变，蒸发速度并不是直观上的单调下降，而是先增大，达到最大值后又减小。水分子可以从其蒸发的水-气表面上的水分子的数量与防止这些水分子蒸发的势垒之间的竞争导致蒸发的意外行为。基于这两个因素的理论模型可以很好地拟合模拟数据。这一发现有助于理解生物表面的蒸发，设计超快速水分蒸发或土壤保水的人工表面。
2012-03-08 cond-mat.soft
Molecular Weight-Dependent Evaporation Dynamics and Morphology of PEG Sessile Drops on Hydrophobic Substrates
本文研究了分子量从200到1000k g/mol的PEG溶液液滴在疏水基底上的蒸发动力学，发现蒸气扩散主导蒸发过程，分子量通过影响接触线动力学和内部流动导致球冠、柱状、池状盘和平盘等多种沉积形貌，为喷墨打印和涂层技术提供了理论指导。
2025-03-10 cond-mat.soft
Hierarchical structured surfaces enhance the contact angle of the hydrophobic (meta-stable) state
针对分形表面润湿性质与几何参数关系的争议，本文提出分级结构表面上水滴润湿的理论模型，并用3-spin Potts模拟证明自相似层级增大会提高接触角并增强亚稳态，而分形维数不能有效预测接触角。
2023-08-01 cond-mat.soft
Wetting film dynamics and stability
虽然润湿膜在许多方面与其他薄液膜相似，但它们的行为也有一些差异。与表面均质的肥皂和乳液膜相反，润湿膜的固体基质通常是不均匀的，除非采取特殊措施使其均匀化。这里我们主要指的是表面能的不均匀分布，导致亲水表面上存在疏水结构域，反之亦然。如已知的，这样的疏水域可以起到气相成核中心的作用，并且现在广泛接受的是，可以在那里形成纳米气泡。本文综述了附着在固体表面的纳米气泡对润湿膜稳定性的影响。结果表明，纳米气泡的存在是至关重要的润湿膜的寿命。另一个特点典型的疏水固体表面，所谓的滑移效应，也被调查和它的贡献的毛细波润湿膜的色散方程占。
2011-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Tuning contact angles of aqueous droplets on hydrophilic and hydrophobic surfaces by surfactants
小的两亲分子的吸附发生在各种生物和技术过程中，有时是期望的，其他时候是不期望的（例如，污染）。表面活性分子优先与界面结合并影响其润湿性能。我们用分子动力学模拟研究了短链醇（简单表面活性剂）在水-汽界面和不同极性的固体表面上的吸附。分析使我们能够建立一个理论表达式的吸附系数，它与分子的表面积和表面润湿系数指数缩放，这是在很好的模拟结果。吸附到固着液滴的两个界面的竞争以非平凡的方式改变其接触角。表面活性剂的影响是最强的非常亲水性和非常疏水性的表面上，而液滴的表面上的适度亲水性的影响要小得多。
2021-11-05 cond-mat.soft
Evaporation Rate of Water in Hydrophobic Confinement
疏水空腔的干燥被认为在生物物理现象中起重要作用，例如球状蛋白的折叠、配体门控离子通道的打开和关闭以及配体与疏水口袋的结合。我们使用前向通量采样，分子模拟技术，计算毛细管蒸发率的水限制在两个疏水表面之间的纳米级的间隙，作为间隙，表面尺寸和温度的函数。在所研究的条件范围内（间隙在9 ~ 14 nm之间，表面积在1 ~ 9 nm^2之间），蒸发的自由能垒与疏水表面之间的间隙成线性关系，这表明线张力对自由能垒起主要作用。蒸发速率与限制表面之间的间隙的指数关系导致当间隙从9增加到14 μ m时，蒸发速率降低10个数量级。计算的自由能势垒的顺序为50 kT，主要是双折射。在其他条件相同的情况下，发现单位面积上的蒸发速率在大表面（9 nm^2）的约束下比在小表面（1 nm^2）的约束下快两个数量级。我们表明，这是一个直接后果的溶剂化对象的大小上的疏水水合的依赖。对于足够大的表面，蒸发过程的关键核是一个跨越间隙的圆柱形蒸汽管。
2011-12-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dewetting-controlled binding of ligands to hydrophobic pockets
我们报告了一个通用的疏水口袋配体（主客体）系统的原子分子动力学模拟和隐式溶剂分析相结合。接近的配体诱导复杂的润湿/去湿转变中的弱溶剂化口袋。的过渡导致双峰溶剂的波动，支配的口袋配体的吸引力的大小和范围。最近开发的隐式水模型，基于最小化的几何功能，捕捉敏感的水界面响应的凹凸口袋配位体配置半定量。
2009-11-16 cond-mat.soft
Molecular Insights into the Electrowetting Behavior of Aqueous Ionic Liquid
采用分子动力学模拟研究了纳米级亲水性和疏水性咪唑基离子液体（IL）液滴在垂直电场作用下在固体石墨基底上的润湿行为。在E = 0.08 V/V时，对于疏水性IL [EMIM][NTF 2]和SPC/E水滴，均观察到液滴构型的即将发生的转变。然而，对于亲水性的[EMIM][BF 4]，液滴在电场内不对称地润湿，对于较低重量百分比的IL，E = 0.09 V/V，而在较高重量百分比的IL，E = 0.1 V/V（即，50重量%），这是因为IL与片材的强相互作用。我们通过各种参数，如质量密度分布，接触角，取向和氢键探讨电场的影响。关键词：电润湿;接触角;亲水疏水咪唑离子液体;分子动力学模拟
2020-12-08 cond-mat.soft
Geometric and chemical non-uniformity may induce the stability of more than one wetting state in the same hydrophobic surface
它是建立粗糙度和化学起着至关重要的作用，在基板的润湿性能。然而，很少有研究系统地分析了织构分布的不均匀性和基材的表面张力对其润湿性能的影响。在这项工作中，我们研究这个问题的理论和数值。我们提出了一个连续的模型，该模型考虑到了在两种可能的润湿状态下创建液滴界面所需的总能量：Cassie-Baxter（CB）与液滴下方捕获的气穴;另一种特征在于表面的均匀润湿，Wenzel（W）状态。为了引入几何非规则性，我们假设柱高度和柱距离是高斯分布的，而不是具有恒定值。同样，我们假设表面上的杨氏角的非均匀分布，以考虑化学不均匀性。这允许通过改变分布的方差来改变无序的“量”。我们首先解决这个模型解析，然后我们也提出了一个数值版本，它可以应用于研究任何类型的混乱。在这两个版本中，我们采用相同的物理思想：这两种状态的能量被最小化，以预测对于给定的体积和表面纹理的液滴的热力学润湿状态。我们发现，无序的主要影响是诱导在同一基板上的两个润湿状态的稳定性。就无序对液滴接触角的影响而言，我们发现化学无序和柱距无序对液滴接触角的影响可以忽略不计。然而，在柱高度无序的情况下，观察到液滴的平均接触角随着无序量而增加。最后，我们调查如何区域的润湿状态的稳定性行为时，液滴体积的变化。
2019-05-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A water structure indicator suitable for generic contexts: two-liquid behavior at hydration and nanoconfinement conditions and a molecular approach to hydrophobicity and wetting
本研究提出一种适用于水合、纳米限域等通用场景的新型水结构指数，揭示水的双液行为分子机制，可准确度量疏水性、预测润湿转变，为生物物理与材料科学领域研究水的作用提供新工具。
2024-04-13 cond-mat.soft
Dynamics of the triple contact line on a non-isothermal heater at partial wetting
本文分析了气体是与液体相对应的饱和蒸汽的情况下，如沸腾时的汽泡中的气-液-固三相接触线的动力学。它示出，即使是小的过热（相对于饱和温度）导致蒸发的吸附液膜和真正的三重接触建立。结果表明，在这种情况下，流体动力接触线奇异性不能放松与Navier滑移条件。建议应用二阶导数滑移条件。对于部分润湿条件，非稳态接触线问题，其中接触线运动是由蒸发或冷凝引起的，在接触线附近的润滑近似处理。该区域的高热通量需要考虑加热器内部的瞬态热传导。两个2D的问题，没有相变的液滴收缩和液滴蒸发的解决和分析所提出的方法的说明。
2013-03-25 cond-mat.soft
Particle deposition after droplet evaporation on super-hydrophobic micro-textured surfaces
我们研究了当一滴胶体颗粒在由微柱制成的超疏水表面上干燥时获得的最终沉积物的大小和形状。正如预期的那样，大多数颗粒位于圆形区域内，其半径大致对应于结构内液体刺穿的拉普拉斯压力阈值（Cassie-Wenzel转变），由于接触线钉扎引起咖啡污渍沉积。尽管宏观上液体/固体摩擦很低，但在主环外部区域的柱顶部观察到微小沉积物，这一点不太令人期待。实验进行了不同的颗粒浓度和初始体积的下降，以确定这些参数对沉积物的尺寸分布的影响。根据最近的非挥发性液体滑动滴的实验，提出了微小沉积物的微观见解。
2012-05-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Evaporation of Colloidal Suspension Droplets over Oil-infused Slippery Surfaces
本文研究了不同浓度胶体液滴在仿生图案化注液滑移基底（LISS）上的蒸发干燥过程，发现注入油层厚度（hE）强烈影响钉扎程度和沉积形态，长时间蒸发可实现均匀沉积。
2023-11-24 cond-mat.soft
Extreme resistance of super-hydrophobic surfaces to impalement: reversible electrowetting related to the impacting/bouncing drop test
采用液滴冲击实验和电润湿实验对超疏水硅纳米线的润湿性能进行了比较。显示了EW和跌落冲击上的抗刺穿性之间的相关性。结果表明，随着纳米线长度和密度的增加，跌落冲击阈值和EW不可逆性增加，接触角滞后减小。这表明NW网络的结构可以允许部分刺穿，因此保持可逆性，EW的作用方式与外部压力相同。我们的表面中最坚固的显示出高于35 kPa的刺穿阈值，而迄今为止测试的大多数超疏水表面的刺穿阈值小于10 kPa。
2008-09-04 cond-mat.soft
Evaporation of dilute sodium dodecyl sulfate droplets on a hydrophobic substrate
载有表面活性剂的固着液滴的蒸发在自然界和工业应用如喷墨印刷中无所不在。当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度（CMC）时，可溶性表面活性剂开始在水溶液中形成胶束。在这里，十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液固着液滴在疏水表面上的蒸发进行了实验研究，SDS浓度范围从0.025到1 CMC。与静止水滴的恒定接触角相反，我们观察到，在同一表面上，浓度低于0.5 CMC的SDS负载液滴的接触角首先减小，然后增大，最后减小，导致局部接触角最小。令人惊讶的是，发现最小接触角显著低于静态后退接触角，并且其随着初始SDS浓度的降低而降低。此外，发现在局部接触角最小值处的本体SDS浓度随着初始SDS浓度的降低而降低。观察到的接触角最小值相对于归一化蒸发时间的位置及其最小值被证明与相对湿度和液滴体积以及因此与总蒸发时间无关。我们讨论了所观察到的接触角动力学在基板上的SDS分子在浓度低于0.5 CMC的无序层的形成。本工作强调了固着液体表面活性剂液滴蒸发的复杂性和蒸发过程中的表面活性剂-基板相互作用的影响。
2019-08-26 cond-mat.soft physics.atm-clus physics.flu-dyn
Capillary and priming pressures control the penetration of yield-stress fluids through non-wetting 2D meshes
本研究实验揭示了水基屈服应力流体穿透疏水网格的过程由屈服应力、毛细压力与启动压力竞争控制，并首次发现启动压力源于局部毛细不稳定性引起的压力降。
2025-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Bouncing microdroplets on hydrophobic surfaces
本研究通过理论和实验证明，疏水表面上微液滴的弹跳存在依赖于速度的判据，量化了耗散、粘附与动能的相互作用，并揭示了相关现象，对气溶胶科学具有重要意义。
2025-03-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Self-Propulsion of Droplets by Spatially-Varying Roughness
在部分润湿条件下，使基材均匀粗糙可增强相应光滑基材的润湿特性。亲水体系变得更加亲水，疏水体系变得更加疏水。在这里，我们表明，空间纹理的粗糙度可能会导致自发推进液滴。单个液滴被驱动朝向本征亲水系统的最大粗糙度区域和朝向本征疏水系统的最小粗糙度区域。空间纹理化可以通过在衬底上用波长在一个方向上变化的正弦凹槽来蚀刻（非均匀蚀刻）或在衬底上光刻地蚀刻分形（科赫曲线）凹槽的径向图案来实现。可以通过将粗糙纹理化与衬底的化学或材料图案化相结合来设计用于液滴轨迹的更丰富的能量景观。
2011-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Liquid Hertz Contact: softness of weakly deformed drops on non-wetting substrates
弱变形液滴在非润湿表面上的行为通常用线性模型来描述。我们表明，这些简单的图片不能占测量液滴的振动或反弹的超疏水基板上的动态。我们证明，在以前的作品中观察到的一些特殊的实验观察可以通过对数校正的线性模型来理解。
2012-09-24 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Size-dependent contact angle, and wetting and drying transition of a droplet adsorbed on to a spherical substrate: Line tension effect
研究了球形基底上球形帽状液滴的体积变化与尺寸相关的接触角和干湿形态转变。线张力效应包括使用严格的亥姆霍兹自由能公式中的液滴毛细管模型。当基底是疏水性的并且液滴体积小时，发生从帽形到球形液滴的形态干燥转变，类似于在平坦基底上预测的转变。此外，对于亲水性基底和大的液滴体积，发生从帽形到包裹的球形液滴的形态润湿过渡。接触角取决于液滴尺寸：在线张力为正时，其随着液滴体积的增加而减小，而在线张力为负时，其增加。当线张力为正且较大时，球形液滴和包裹液滴是稳定的。
2016-09-22 cond-mat.soft
Evaporation-Induced Pattern Formation and Wetting in Active Microtubule-Kinesin Droplets
Harvard University（哈佛大学）；Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization（马克斯·普朗克动力学与自组织研究所）；University of Surrey（萨里大学）；Universität Konstanz（康斯坦茨大学）
本研究通过实验和理论结合的方法，揭示了蒸发过程中微管-肌动蛋白滴状体的自组织行为及湿性特征，揭示了交叉链接与主动应力在调控系统动态中的关键作用。
2026-02-17 cond-mat.soft physics.bio-ph
Fall and rise of small droplets on rough hydrophobic substrates
图案化疏水基底上的液滴通常以Wenzel或Cassie状态观察到。在这里，我们表明，对于液滴的可比尺寸的粗糙度尺度的一个额外的本地平衡态存在，液滴是沉浸在纹理中，但尚未接触的底部凹槽。在蒸发时，处于这种状态的液滴进入Cassie状态，从而产生一种全新的自清洁机制。该效果是通用的字符，并预计将发生在任何疏水毛细管润湿的情况下，其中涉及一个球形的液体储存器。
2010-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Regimes of Wetting Transitions on Superhydrophobic Textures Conditioned by Energy of Receding Contact Lines
我们讨论了蒸发诱导的润湿过渡的超疏水条纹，并表明，取决于变形的接触线，这决定了瞬时有效接触角的值的弹性能，两种不同的情况下发生。对于相对稀的条纹，后退角大于90 $^\circ$，并且由于蒸发液滴曲率的增加而发生突然的刺穿转变。对于致密条纹，当有效角达到90 $^\circ$时，缓慢浸渍过渡开始，并且表示从三重接触线朝向滴中心的凹槽的浸渍。
2015-06-23 cond-mat.soft
Probing wetting properties with self-propelled droplets
该研究提出带极性项的三态Cellular Potts模型，用自推进活性液滴跨越自由能垒并探测、量化柱状表面的亚稳润湿状态。
2025-10-18 cond-mat.soft
Droplet evaporation in one-component fluids: Dynamic van der Waals theory
在$T\sim 0.9 T_c$中，研究了单组分流体中轴对称小液滴在加热壁面上部分润湿条件下的蒸发。在动态范德华理论（Phys. Rev. E { \bf 75}，036304（2007））中，我们考虑了蒸发时从液体到气体的潜热传递。沿气液界面，远离基片处的温度接近平衡共存温度，而靠近基片处的温度则急剧上升到壁面温度。在等温衬底上，蒸发主要发生在接触线附近的窄界面区域的后期阶段，这是单组分流体的特征。
2008-09-18 cond-mat.soft
Evaporation of liquid coating a fiber
我们从理论和数值上研究了两种配置下沉积在光纤上的液体的扩散限制蒸发：套管和轴对称桶形液滴。对于套筒，局部通量取决于纵横比和问题的最小长度。通过使用分析计算和三维有限元模拟，我们预测的发散，这个通量进一步定位在边缘的纵横比的增加。采用数值模拟方法研究了纤维表面轴对称液滴的蒸发过程。对于足够大的体积，我们的证据表明，蒸发速率几乎是独立的液体的润湿性能，即使是小的接触角，和液滴蒸发的球体相同的体积。
2022-03-14 cond-mat.soft
Dynamics of wetting explored with inkjet printing
一种喷墨打印机头，这是能够沉积液滴的分辨率为$22$皮升和高重复性，被用来调查的润湿动力学的液滴打印在一个水平面上，以及在一个颗粒单层。对于水平面上的固着液滴，我们从侧面观察图像表征接触角滞后、液滴体积和接触线动态。我们表明，蒸发速率的尺度与接触线的尺寸，而不是下降的表面积。我们证明，该系统演变成一个封闭的循环后，重复的沉积-蒸发过程中，由于高重复性的印刷设施。最后，我们扩展到一个颗粒单层的调查，以探讨液体沉积和颗粒之间的相互作用。
2017-02-20 cond-mat.soft
On the Modeling of Droplet Evaporation on Superhydrophobic Surfaces
当一滴水放在粗糙表面上时，有两种可能的极端润湿状态：一种称为Cassie-Baxter（CB），其中气穴被困在液滴下方，另一种特征在于表面的均匀润湿，称为Wenzel（W）状态。研究这两种状态之间的转变的一种方法是通过蒸发实验，其中液滴开始于CB状态，并且随着其体积减小，穿透表面的凹槽，达到W状态。在这里，我们提出了一个理论模型的基础上的全球CB和W状态的界面能，使我们能够预测的热力学润湿状态的液滴为一个给定的体积和表面纹理。我们首先分析了表面几何参数对液滴最终润湿状态的影响，并表明它强烈依赖于表面纹理。然后，我们改变液滴的体积保持固定的几何表面参数，以模仿蒸发，并表明，液滴经历了从CB到W状态的过渡时，其体积减少，如实验中观察到的。为了研究润湿状态对液滴初始状态的依赖性，我们在三维空间中实现了细胞Potts模型。模拟结果表明，当初始状态为W时，与理论非常一致，但当液滴初始化为CB状态时，与先前的观察结果不一致，该观察结果表明CB状态在许多情况下是亚稳态的。模拟和理论模型都可以修改以研究其他类型的表面。
2015-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Floating Electrode Electrowetting on Hydrophobic Dielectric with an SiO2 Layer
浮动电极电润湿是由施加到Cytop表面上的液滴的直流电压引起的，而不与基底电连接。该效应是由浮置电极中的电荷分离引起的。Cytop下方的高电阻热生长SiO2层使液滴能够保持电荷而不会泄漏，这是关键的贡献。具有SiO2层的电润湿显示出记忆效应，其中在常规和浮动电极电润湿中，在辅助电极从液滴移除之后润湿角保持相同。浮动电极电润湿为开发先进的基于电润湿的装置提供了替代配置。
2013-04-30 cond-mat.soft physics.ins-det
(Super)Spreading and drying of trisiloxane-laden quantum dot nanofluids on hydrophobic surfaces
纳米流体为广泛的工业领域带来了希望。然而，对纳米流体，特别是含有表面活性剂的纳米流体在干燥和铺展过程中的润湿行为和沉积形成的理解仍然很差。本文对基于量子点的纳米流体的蒸发动力学和纳米胶体悬浮液在六甲基二硅氮烷、聚苯乙烯和聚丙烯涂覆的疏水表面上的蒸发驱动自组装进行了实验研究。此外，对于第一次，我们迈出了一步，了解超级铺展表面负载纳米流体的润湿动力学。结果表明，与纯液体相比，无表面活性剂的量子点纳米流体在干燥过程中经历了包括最后一个附加钉扎模式在内的四种蒸发模式，而接触角减小时三重接触线被纳米晶体钉扎。与以前的研究相反，发现向表面活性剂水溶液中添加纳米颗粒导致铺展速率恶化并形成双咖啡环。对于所有检查的表面，超铺展在存在和不存在的量子点纳米粒子发生。尽管在所有基底上形成咖啡环，但它们具有不同的形态。特别地，在六甲基二硅氮烷和聚苯乙烯涂覆的表面上将结状结构并入环中
2020-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.flu-dyn
Morphology of rain water channelization in systematically varied model sandy soils
采用准二维实验装置，模拟了不同降雨条件下干态砂土中指状流的形成过程，系统地研究了土壤粒径和表面润湿性对指状流沟化现象的影响。我们使用的模型砂土是随机紧密堆积的玻璃珠，具有不同的直径和表面处理。对于亲水性砂土，我们的实验表明，雨水渗透到一个浅的土壤顶层，并创建一个水平的水润湿前均匀向下生长，直到发生不稳定性，形成指状流。相反，对于疏水性沙质土壤，我们观察到，雨水池塘在土壤表面的顶部，直到液压足够强，以克服土壤的毛细排斥性，并创建狭窄的水通道，渗透土壤填料。改变雨滴撞击速度对水槽的形成影响不大。然而，改变降雨率会导致水渗透深度、水通道宽度和水通道分离的显著变化。在固定的降雨条件下，我们结合粒径和表面疏水性的影响到一个单一的参数，并确定其对水的渗透深度，水道宽度，和水道分离的影响。我们还展示了几种与雨水渠化现象相关的土壤水分改良方法的效率，包括降雨前不同水平的预湿砂土，修改土壤表面平整度，以及应用高吸水性水凝胶颗粒作为土壤改良剂。
2014-03-13 cond-mat.soft
Contact Angle of an Evaporating Droplet of Binary Solution on a Super Wetting Surface
研究了二元溶液液滴在超润湿表面上蒸发时的接触角动力学。最近的实验表明，虽然这种液滴的平衡接触角为零，但在达到平衡值之前，接触角可以显示复杂的时间依赖性。我们分析这样的现象，通过扩展我们以前的理论的动力学的蒸发单组分液滴双组分液滴。我们表明，接触角的时间依赖性可以是相当复杂的。通常情况下，它首先略有下降，然后增加，最后再次下降。在一定条件下，我们发现在蒸发过程中，接触角在一定时间内保持恒定。我们研究了平台或峰值接触角如何取决于初始组成和湿度。该理论解释了先前报道的实验结果。
2021-07-24 cond-mat.soft
Droplet Spreading on Heterogeneous Surfaces using a Three-Dimensional Lattice Boltzmann Model
我们使用一个三维格子玻尔兹曼模型来研究均匀和非均匀表面上的中尺度液滴的传播。在均匀的基底上，对于一定范围的粘度和表面张力，液滴的基半径随时间增长为$t^{0.28}$。时间演化坍缩到作为无量纲时间的函数的单一曲线上。在由交替的疏水性和亲水性条带组成的表面上，润湿速度是各向异性的，并且液滴的平衡形状反映了下面的基底的润湿性质。
2003-03-05 cond-mat.soft
Hydrophobic Interactions and Dewetting between Plates with Hydrophobic and Hydrophilic Domains
我们研究的分子动力学模拟的润湿/去湿过渡和板之间的距离，包含疏水性和亲水性颗粒的自由能的依赖关系。我们发现，去湿和疏水相互作用的强度是非常敏感的疏水和亲水域的分布。特别是，我们发现，板的特点是由一个大的域的疏水性网站诱导去湿过渡和有吸引力的溶剂诱导的相互作用。另一方面，疏水性和亲水性颗粒在板上的均匀分布防止去湿转变，并产生排斥性溶剂诱导的相互作用。我们还提出了一种Janus接口，其中一个板由疏水颗粒和其他亲水颗粒，显示板间间隙保持湿润，直到空间的限制，在小的分离喷射水分子的结果。结果表明，Cassie方程不能用于预测非均质平板的接触角临界脱湿距离。这些结果表明，具有强的大长度尺度疏水性的纳米级表面之间的疏水相互作用可以是高度合作的，因此他们反对在这些情况下不同表面域之间的疏水相互作用的加和性。这些发现与某些蛋白质-蛋白质相互作用有关，其中通常假设加和性。
2009-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanical tuning of the evaporation rate of liquid on crossed fibers
本文研究了小体积完全润湿液体在两根交叉纤维上的干燥。我们的特点是在这种几何形状中遇到的三种液体形态的干燥动力学：滴，列和混合形态，其中一滴和一列共存。对于每种形态，我们合理化我们的研究结果与理论模型，捕捉干燥动力学。我们发现，蒸发速率显着依赖于液体的形态和干燥的液柱是快于液滴和混合形态的蒸发对于给定的液体体积。最后，我们说明，剪切网络的纤维减少它们之间的角度，改变形态向列状态，因此提高了挥发性液体沉积在它的干燥速率。
2015-03-11 cond-mat.soft
Understanding Controls on Interfacial Wetting at Epitaxial Graphene: Experiment and Theory
在原子尺度上研究了界面水与石墨碳的相互作用，作为外延石墨烯疏水性的函数。高分辨率X射线反射率显示石墨烯-水接触角由平均石墨烯厚度控制，这是由于表示为外延缓冲层的膜表面的分数，其接触角（接触角θ_c = 73°）显著小于多层石墨烯的接触角（θ_c = 93°）。经典和从头算分子动力学模拟表明，缓冲层的接触角减小是由于其与SiC衬底的外延和界面缺陷的存在。这一见解阐明了界面水结构和疏水性之间的关系，一般来说，并提出了新的路线来控制外延石墨烯的界面特性。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Droplet Impact Dynamics on Micropillared Hydrophobic Surfaces
研究了微柱间距和撞击速度对微柱疏水表面上的水滴撞击动力学的影响。通过高速摄影定性地给出了结果，通过润湿直径和液滴高度的时间变化定量地给出了结果。瞬态定量结果的表征是我们工作的一个新方面。三个不同的制度，即无弹跳，完全弹跳和部分弹跳。从一种状态到另一种状态的过渡存在一个临界螺距和冲击速度。这是解释与示范Cassie Wenzel润湿过渡中的液体渗透在较大的间距或冲击速度的支柱之间的凹槽。在俯仰和冲击速度图上划分了这些区域。一个很好的协议，目前的测量和公布的分析模型之间的报告。
2016-01-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drying Induced Hydrophobic Polymer Collapse
我们已经使用计算机模拟来研究疏水链在水中的崩溃。我们发现，崩溃的机制很像一个一级相变。聚合物附近的水的蒸发提供了坍塌的驱动力，并且速率限制步骤是足够大的蒸汽泡的成核。通过应用过渡路径采样和粗粒化处理液态水，使这项研究成为可能。我们的研究结果，以了解蛋白质的折叠和组装的相关性进行了讨论。
2002-07-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Characteristic Angles in the Wetting of an Angular Region: Deposit Growth
正如在早期的论文[1]中所示，分散在干燥液滴中的固体迁移到（固定的）接触线。这种迁移是由由于蒸发引起的溶剂损失和液滴保持具有固定边界的平衡表面形状的几何约束所驱动的向外流动引起的。在本文中，我们继续我们以前的论文[2]，我们从理论上研究了蒸发速率，流场和沉积图案的生长速率在一个角扇区上的一个平面基板上的液滴。渐近幂律附近的顶点（距离顶点趋于零）。建立了流体在奇点附近流动的水动力学模型，得到了流体在奇点附近的速度场。发现在两个时间制度的接触线附近的沉积物生长的速率。沉积的质量在离顶点近的地方以弱的Gamma次方衰减，在离顶点远的地方以更强的Beta次方衰减。功率Gamma仅略微取决于开度角Alpha，并且保持在大约-1/3和0之间。当开度角从0度增加到180度时，功率β从-1到0变化。在离顶点给定的距离处，沉积的物质随着时间的推移越来越快地生长，其中生长速率的最大增加发生在干燥过程的早期阶段。
2003-06-06 cond-mat.soft
On the influence of the intermolecular potential on the wetting properties of water on silica surfaces
我们使用分子动力学（MD）模拟研究了水在二氧化硅表面的润湿性质。为了描述水和硅原子之间的分子间相互作用，使用了两种类型的相互作用势模型：标准的Bródka和Zerda（BZ）模型和Gulmen和Thompson（GT）模型。我们进行了深入的分析的影响的选择的潜在的水分子的安排在部分填充的孔隙和顶部的二氧化硅板。我们发现，在中等的孔隙填充率，GT二氧化硅表面是完全润湿的水分子，这与实验结果一致，而常用的BZ表面是亲水性较差，只有部分润湿。我们解释我们的模拟结果使用的分析计算的相图中的水部分填充的孔隙。此外，对二氧化硅板顶部上的水滴的接触角的评估揭示，随着板厚度的增加，相互作用变得更加亲水，并且在2.5-3 nm左右饱和，与实验发现的值一致。我们的分析还表明，表面的亲水性主要是由静电相互作用，但范德华相互作用仍然是足够强，它可以把一个疏水表面变成亲水表面。
2016-06-22 cond-mat.soft
Evidence of Epitaxial Growth of Molecular Layers of Dissolved Gas at a Hydrophobic/Water Interface
水在某些固体表面上的非润湿现象已经被深入研究了几十年，但疏水/水界面的性质仍然存在争议。在这里，水/石墨界面的高灵敏度原子力显微镜进行了研究。我们显示出石墨表面上的外延单层的成核和生长的证据，可能是由于溶解在水中的氮分子的吸附。随后的吸附过程类似于异质外延中的层加岛（或Stranski-Krastanov）生长模式。这一发现强调了在各种水界面的气体分离的重要性，并可能解开许多难题，特别是在固体/水界面和散装水的性质和所谓的纳米气泡的高稳定性。基于疏水效应，我们提出溶解在水中的气体分子可以聚集成团簇在本体水以及在固体/水界面。当团簇生长到临界尺寸以上时，它会转变为气泡，这可以解释水中气泡的形成或成核。
2012-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Sessile drop evaporation in a gap -- crossover between diffusion-limited and phase transition-limited regime
本文针对狭窄间隙中挥发性固着液滴的蒸发问题，建立了梯度动力学形式的介观薄膜模型，并通过与直接数值模拟和实验对比，揭示了扩散限制与相变限制蒸发状态之间的过渡机制。
2022-06-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Active nematics on flat surfaces: from droplet motility and scission to active wetting
基于连续流体动力学理论，研究了平坦表面上活性向列相液滴的动力学，发现活性与活性毛细管数控制液滴自驱动、分裂、活性润湿和蒸发等状态，为表面液滴动力学提供了统一的全局描述。
2023-09-08 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
How Nanobubbles Nucleate at a Hydrophobic/Water Interface
疏水/水界面的实验研究往往返回有争议的结果，可能是由于未知的作用，在接口处的气体积聚。在这里，在先进的原子力显微镜的初始演化的含气体结构在高度有序的热解石墨/水界面，流体相首先出现为圆形润湿层约0.3 nm厚，后来转化为帽形纳米结构（界面纳米气泡）。二维有序域的成核和增长，随着时间的推移外或在周边的流体区域，最终限制增长的流体区域的垂直方向。我们确定，界面纳米气泡和流体层具有非常相似的机械性能，这表明与水的低界面张力和类液体性质，解释了它们的高稳定性及其在边界滑移和气泡成核中的作用。这些有序区域可能是界面亲水性气体水合物和/或长期寻求的化学表面不均匀性，导致接触线钉扎和接触角滞后。亲水有序结构域的逐渐成核和生长使得原始均匀的疏水/水界面随着时间的推移变得更加不均匀，这将对影响各种现象的界面性质产生重大影响，包括在水中的相互作用、化学反应以及生物分子的自组装和功能。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Effect of pressure on the phase behavior and structure of water confined between nanoscale hydrophobic and hydrophilic plates
我们进行了系统的分子动力学模拟的水限制在两个纳米板在T=300 K。我们研究了压力（-0.15 GPa <= P <= 0.2 GPa）和板间距（0.4 nm <= d <= 1.6 nm）对水的相行为的影响。当水被限制在疏水板之间时，在足够低的P下在板之间发生毛细蒸发。发生这种转变的d的阈值随着P而减小（例如，1.6 0.0 5GPa时为0.5nm; 0.1GPa时为0.5nm），直至高P时不发生毛细蒸发。当d ~ 0.6 nm且P >= 0.1 GPa时，系统结晶为双层冰。提出了一个显示汽相、液相和双层冰相的P-d相图。当水被亲水性（羟基化二氧化硅）板限制时，它在所研究的所有P和d处保持在液相中。有趣的是，我们观察到，在这种情况下，即使在P散装水空化，承压水保持在液态。系统地研究了两种板材在不同磷浓度下的水化状态。对于这里研究的条件范围内，我们发现，在疏水板的存在下，P的效果是提高水的结构和水分子推向板。疏水板旁边的水分子的平均取向在加压时不改变。相比之下，在亲水性板的存在下，水结构是不敏感的P。因此，我们的研究结果表明，加压时，疏水板表现为“软”表面（在这个意义上的适应压力依赖的水结构的变化），而亲水性的墙壁表现为“硬”表面。
2006-03-02 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Changing the flow profile and resulting drying pattern of dispersion droplets via contact angle modification
该研究通过实验与动态密度泛函理论模拟，揭示基底润湿性可改变干燥液滴内部流动方向，调控颗粒沉积从咖啡环到中心污渍的转变，为工业沉积图案控制提供依据。
2024-10-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effects of Substrate Heating and Wettability on Evaporation Dynamics and Deposition Patterns for a Sessile Water Droplet Containing Colloidal Particles
实验研究了基片温度、基片润湿性和颗粒浓度对含胶体颗粒的固着水滴蒸发的影响。时变液滴形状和温度的液-气界面的测量分别使用高速可视化和红外热成像。通过光学显微镜定性地观察蒸发液滴内颗粒的运动，并通过光学轮廓仪测量最终颗粒沉积物的轮廓。在非加热的亲水性基材上，蒸发后形成环状沉积物，如文献中广泛报道的;而在加热的亲水性基材上，在本工作中报道了具有内部沉积物的较薄的环。后者归因于Marangoni对流和记录的粒子运动以及测量的跨液-气界面的温度梯度证实了这一假设。环的变薄与衬底温度成比例，并被认为是在较大的衬底温度下更强的Marangoni对流。在未加热的疏水性基材的情况下，由于接触线的非常早的脱钉而形成内部沉积物。另一方面，在加热的疏水基底的情况下，基底加热以及较大的颗粒浓度有助于接触线的钉扎，这导致具有内部沉积物的薄环。我们提出了一个政权图预测三种类型的存款，即环，薄环与内部存款和内部存款-为不同的衬底温度，衬底润湿性和颗粒浓度。一阶模型证实了液体-气体界面温度测量和测量的环轮廓随衬底温度的变化。
2016-10-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Multiscale ultrafast laser texturing of marble for reduced surface wetting
大理石表面的润湿性能的修改后，由超快激光加工（340 fs的脉冲宽度，1030 nm波长）诱导的多尺度纹理已被调查的目的是评估其潜在的表面保护。放置在表面上的水滴的接触角（CA）用于评估处理区域的润湿性。虽然表面在激光处理后最初是亲水性的，但几天后它们发展出强烈的疏水行为。大理石表面已被照射不同的扫描线分离，以阐明多尺度粗糙度（纳米和微观纹理）和表面的化学变化的相对作用。然后监测接触角的时间演变，直至处理后11个月。一个短期和长期的演变，与多尺度粗糙度和附着的化学物质在表面上随着时间的推移，已被观察到的综合效果。XPS和ATR测量是一致的激光处理表面的逐步羟基化，虽然烃吸附物的润湿性演变的额外贡献不能被排除。在不同条件下清洁后，通过CA测量测试了结果的耐用性，结果非常积极。
2021-09-28 cond-mat.soft physics.app-ph
Modelling the evaporation of nanoparticle suspensions from heterogeneous surfaces
我们提出了一个基于网格的蒙特卡罗（MC）模型的纳米颗粒悬浮液滴在非均匀表面上的干燥。该模型由一个广义的晶格气，其中的相互作用参数的哈密顿量可以改变模型的不同性质的材料。我们展示了如何正确选择相互作用，以尽量减少底层网格的影响，使半球形液滴的形式。我们还包括表面粗糙度的影响，以检查接触线钉扎动力学的影响。当系统上方有一个“盖子"防止蒸发时，在表面上形成平衡液滴，我们用它来确定接触角以及它如何随着模型参数的变化而变化。这使我们能够将相互作用参数与应用中使用的材料联系起来。该模型也被应用到干燥的异质表面上，特别是悬浮液被沉积在一个表面上的情况下，由一对亲水性导电金属表面的疏水绝缘聚合物带的两侧。这种情况发生在使用喷墨印刷来制造表面的金属部件之间的电连接时。该过程并非总是没有问题，因为液体可以从表面的疏水部分去湿，在干燥过程完成之前破坏桥。MC模型再现所观察到的去湿，允许参数变化，以便可以建立最佳连接的条件。我们表明，如果表面的疏水部分位于相邻金属的高度以下的一个步骤，在干燥过程中的液体去湿的机会显着减少。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Bouncing or sticky droplets: impalement transitions on superhydrophobic micropatterned surfaces
当液滴撞击疏水性粗糙表面时，它可以从表面反弹（fakir液滴）或被刺穿并强烈地粘在表面上（Wenzel液滴）。对模型微加工表面的跌落冲击和准静态“加载”实验的分析允许清楚地识别阻碍刺穿过渡的力。提出了一个简单的半定量模型来解释所观察到的表面形貌和法克尔非润湿状态的鲁棒性之间的关系。在微流体和自清洁表面的制造中的潜在应用的启发下，我们最后提出了一些设计鲁棒超疏水表面的指导方针。
2005-10-28 cond-mat.soft
Rescaling the dynamics of evaporating drops
为了提供与理论分析相关的趋势，在更大范围的液滴尺寸下对湿润液滴的蒸发动力学进行了实验研究。提出了一个模型，概括坦纳定律，使我们能够平滑的奇点都在移动接触线的耗散和蒸发通量。一个定性的协议，这是一个非常古老的，复杂的问题的解决方案的第一步。
2005-05-26 cond-mat.soft
Mechanism of the Cassie-Wenzel transition via the atomistic and continuum string methods
字符串方法是一种通用而灵活的策略，用于计算激活过程（罕见事件）的最可能转移路径。在这里，我们适用于在密度场的Cassie-Wenzel过渡，在超疏水性领域的一个中心问题的原子弦方法。我们详细讨论了浸没的纳米尺寸的疏水空腔的润湿的机制及其依赖于空腔的几何形状。此外，我们讨论了字符串方法和CREaM之间的算法类比[Giacomello等人，物理修订版信函109，226102（2012）]，一种受弦启发的方法，其允许更快且更简单地计算润湿过程的机制和自由能分布。该方法具有通用性，可用于中尺度和宏观计算。
2014-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evaporative thermo-fluidics and deposition patterns in surface-active droplets
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Birla Institute of Technology and Science Pilani（比拉理工学院皮拉尼分校）
研究表面活性剂负载液滴蒸发过程中热质传输和沉积模式，通过实验和理论分析揭示表面活性剂浓度与润湿性对蒸发速率及对流的影响。
2026-04-15 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
New exact solutions for the evaporation flux density of a small droplet on a flat horizontal substrate with a contact angle in the range of 135-180 degrees
针对钝角疏水接触角范围缺乏简化蒸发通量密度公式的问题，本文给出离散接触角的新精确解，并显式导出135度与150度下无积分的简洁表达式。
2023-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
