Wetting of Water on Graphene
石墨烯的润湿性质已被证明是有争议的，并且难以评估。基底顶部上石墨烯层的存在不会显著改变固体基底的润湿性质，表明单个石墨烯层不会影响润湿相和基底之间的粘附。然而，水在石墨烯上的润湿实验显示出暗示大量粘附的接触角。在这里，我们通过测量在不同相对湿度下吸附到不同厚度的石墨烯薄片的水蒸气的质量来研究石墨烯的润湿。我们的实验明确地表明，最薄的石墨烯薄片不吸附水，由此得出水在这些薄片上的接触角为~ 180 o。另一方面，较厚的石墨烯纳米粉末薄片确实吸附水。在该系统中主导吸附的范德华（vdW）相互作用的计算证实，石墨烯和水的单个原子层之间的粘附相互作用非常弱，以至于石墨烯是超疏水的。这些观察结果在一项关于石墨烯涂层水滴的独立实验中得到了证实，该实验表明，用分子薄的石墨烯制造液体“大理石”是不可能的。
2017-02-09 cond-mat.mes-hall 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
Directional Wetting of Submerged Gas-entrapping Microtextures
该研究追踪一维与二维微纹理阵列中截留气体的润湿转变，揭示由外向内的方向性填充机制及间距、密度、维度和压力的影响。
2024-01-08 cond-mat.soft
Connecting water correlations, fluctuations, and wetting phenomena at hydrophobic and hydrophilic surfaces
我们用分子模拟的方法研究了从疏水到亲水的固体表面的横向水-水相关性与润湿现象之间的联系，在超疏水表面附近，这种相关性是长程的，系统跨越的，并且可以用毛细波理论很好地描述。随着地表水吸引力的增加，相关性被淬灭。在长程相关消失的临界引力处，垂直于表面的密度分布从S形变为层状，流体开始润湿表面。水和Lennard-Jones流体都显示了这种行为，突出了基础物理学的普遍性。
2014-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Partial-Wetting Phenomena in Active Matter
本研究在活性三元车道系统中首次清晰展示了部分润湿现象，通过相图揭示相对漂移速度调控干燥、部分润湿和完全润湿状态转变，并验证了杨氏方程及提出理论类比解释。
2025-04-21 cond-mat.soft
Wetting and Diffusion of Water on Pristine and Strained Phosphorene
磷烯是一种新型的二维纳米材料，在生物学领域具有广阔的应用前景。尽管如此，生物流体对磷烯的润湿和扩散性质仍然是难以捉摸的。在这项研究中，使用分子动力学（MD）模拟，我们研究了水的结构和动力学性质的原始和应变磷烯。分子动力学模拟表明，磷烯表面的水分子扩散是各向异性的，而应变增强扩散则明显存在，这是由应变诱导的能量平滑引起的.水滴在磷烯表面的接触角随横向应变呈现非单调变化。水在横向拉伸磷烯上的结构与在纵向拉伸磷烯上的结构不同。此外，我们还发现水在张力磷烯上的接触角与界面水的纵向和横向扩散系数之商成正比。这些发现将为在纳米级操纵水的润湿和运输的潜在方法以及磷烯的未来生物应用提供有益的见解。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Modeling oil-water separation with controlled wetting properties
针对油水分离理论不足，本文提出预测基底润湿特性的理论模型，并用4-spins cellular Potts模型模拟支柱与多孔储层基底的分离效率。
2020-12-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting hysteresis induces effective unidirectional water transport through a fluctuating nanochannel
本文提出一种利用空间不对称热涨落驱动纳米通道单向水流的水泵，揭示润湿滞后机制，并比较白噪声、布朗噪声和粉红噪声对传输速率及克服渗透压能力的影响，指出其与逆卡诺循环的类比关系。
2022-04-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Kinetics of Droplet Cloaking and Wetting Ridge Growth on Lubricated Polymer Brushes
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Fudan University（复旦大学）；University of Twente（特温特大学）
通过实验、分子动力学模拟和理论建模，研究润滑剂浸润聚合物刷上润湿脊生长和液滴包覆的动力学，揭示界面热力学、刷弹性和润滑剂传输的耦合作用。
2026-06-02 cond-mat.soft
Wetting as an emergent property of water: reformulating Young equation on molecular grounds
INQUISUR, Departamento de Química, Universidad Nacional del Sur (UNS)-CONICET（南方大学-INQUISUR）
通过定义分子润湿系数ω_m，将宏观接触角与水的氢键缺陷能量成本联系起来，建立统一的分子框架，揭示润湿是水的内在涌现性质。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Towards construction of microscopic model for smart coating of a solid surface
本文基于密度泛函方法构建了固体表面智能涂布的微观模型，研究了水类流体在复杂基底上的润湿行为，并对比了接枝单体与多聚体的预润湿相图差异。
2025-06-25 cond-mat.soft
Characterizing Surface Wetting and Interfacial Properties using Enhanced Sampling (SWIPES)
我们介绍了一个准确和有效的方法来表征表面润湿和界面性质，如接触角的液滴在固体表面上，和汽-液表面张力的流体。该方法利用分子模拟结合间接伞采样技术，系统地润湿表面，并估计相应的自由能。为了说明该方法，我们研究了一个家庭的Lennard-Jones表面的润湿水。我们估计接触角的表面与水的广泛的吸引力，通过使用我们的方法，也通过使用液滴形状。值得注意的是，随着地表水吸引力的增加，我们的方法能够捕捉到从部分润湿到完全润湿的过渡。最后，该方法实现简单，计算效率高，在大约5纳秒的模拟时间内提供准确的接触角估计。
2018-11-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Wetting controlled boiling at the nanoscale
沸腾是当液体被加热到其汽化温度以上时发生的不平衡转变。在纳米尺度下，沸腾可能由浸没在水或纳米复合材料表面中的辐照纳米颗粒触发，并且通常导致微爆炸。通常认为，当局部流体温度超过其亚稳温度（对于水而言约为573 K）时，纳米尺度沸腾均匀地发生。在这里，我们采用分子动力学模拟表明，纳米尺度沸腾是一种异质现象发生时，水的温度超过润湿依赖的起始温度。如果固体表面是弱润湿水，则该温度可以低于亚稳温度100 K。此外，我们表明，沸腾是一个缓慢的过程中控制的固-液界面的热导，这原来显着减少之前的相变产生长的成核时间。我们说明了这一结论的一般性，通过考虑一个球形的金属纳米粒子浸在水中和一个固体表面与纳米级的润湿异质性。这些结果为使用纳米级图案化表面控制沸腾铺平了道路。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Study on the Wetting Properties of Broccoli Leaf Surfaces and their Time Dependent Self-Healing After Mechanical Damage
植物通过一个复杂的分层表皮蜡层来保护免受元素的影响，这激发了超疏水和自清洁表面的创造。虽然许多研究已经进行了不同的植物蜡系统，以确定水排斥的机制，几乎没有任何研究的恢复表皮蜡层。本文研究了甘蓝蜡质表面的润湿特性和晶体学性质。意大利（花椰菜）进行了研究，以及机械损伤后的时间依赖性恢复的表面。发现西兰花叶的表面不仅对水是超排斥和自清洁的，而且对甘油和甲酰胺也是超排斥和自清洁的，甘油和甲酰胺两者都具有相当低的表面张力值。此外，它表明，表面性能确实恢复后的损害，这种恢复是多步骤的，并强烈依赖于恢复的表面粗糙度
2019-12-30 cond-mat.soft
Phase Separation in Wetting Ridges of Sliding Drops on Soft and Swollen Surfaces
与溶胀的弹性体基底接触的液滴可在润湿脊中诱导毛细管介导的相分离。使用激光扫描共聚焦显微镜，我们可视化的低聚硅油从交联的硅网络在稳态滑动的水滴的相分离。我们发现油尖高度和下降滑动速度之间的反比关系，这是合理的竞争运输时间尺度的油分子：分离率和下降平流速度。在高度溶胀的网络中的分离速率与纯熔体中的扩散一样快。
2022-08-23 cond-mat.soft
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
A partially wetting film of water and surfactant under the influence of a propagating MHz surface acoustic wave
我们用理论和实验来研究{ \it部分润湿}膜的水和表面活性剂的解决方案，以传播MHz的振动在固体基板中的形式的瑞利表面声波（SAW）的响应。SAW引起液膜中的质量漂移，这与Schlichting边界层流（也称为Schlichting流）相关联。我们研究的薄膜是由漂移和毛细应力之间的平衡。我们证明了弱毛细管的贡献，如硅油膜，支持动态润湿，并导致液体在固体基板上沿SAW的路径传播。然而，强毛细管贡献，例如水膜，支持沿着SAW的路径的并发动态润湿和去湿，使得膜沿着固体基底移位。此外，这样的薄膜可以支持形成的毛细火车波，沿着相同的路径传播。我们进一步注意到，我们在这里讨论的膜动力学的机制是不同的，更熟悉的Eckart流机制，这是与膜厚度大于波长的声泄漏的SAW和通常观察到的，以支持液滴的运动。我们这里讨论的膜的厚度相对于声音泄漏的波长是小的，使得来自Eckart流、声辐射压力和SAW的衰减的贡献小。
2016-01-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Antifouling membranes for oily wastewater treatment: interplay between wetting and membrane fouling
含油废水是一种广泛的土壤和水体污染源，其无害化处理对保护我国的水生态系统具有重要意义。膜过滤是从含油水中去除油的非常理想的方法，因为它具有能量效率高、易于处理和维护成本低的优点。然而，在实际的废水处理中，过滤过程中的膜污染导致严重的通量下降，并阻碍膜的长期运行。膜污染包括可逆污染和不可逆污染。基于经典的膜污染模型和油滴在膜上的沉积、聚集、聚结和润湿等行为，探讨了膜污染的机理。膜污染由液滴-膜相互作用主导，其受膜的性质（例如，表面化学、结构和电荷）和废水（例如，组成和浓度）以及操作条件。综述了膜分离的几种典型方法，如表面分离、两性离子聚合物涂层、光催化分解和电增强分离，并讨论了它们在实际应用中的优缺点。
2018-10-12 cond-mat.soft
Wetting regimes and interactions of parallel plane surfaces in a polar liquid
我们应用极性液体的唯象理论计算两个平面表面之间的相互作用能在纳米距离。我们表明，取决于表面-液体界面的性质，相互作用的表面以不同的方式诱导液体的极化。我们发现，与现有的实验完全一致，如果界面大多是疏水的，那么相互作用是有吸引力的，并且是相对长范围的（相互作用衰减长度λ \sim 1.2\，nm）。在这种情况下，水分子是平行于表面的净极化。如果表面大部分是亲水性的，则分子相对于表面极化，并且相互作用变为排斥性的，但是在短范围内（λ \sim 0.2\，nm）。最后，我们预测存在一个中间制度，在那里的表面无法订购的水分子，相互作用变得更弱，吸引力，并在相对较小的距离，衰减与表面之间的距离的平方反比。
2013-04-23 cond-mat.soft
Droplet leaping governs microstructured surface wetting
控制液体传输方向的微结构表面不仅在自然界中普遍存在，而且它们也是诸如雾/水收集、油水分离和表面润滑等技术过程的核心。然而，一个基本的了解，在这种表面上的液体传播的初始润湿动力学是缺乏的。在这里，我们表明，三个制度管理微结构表面润湿在短时间尺度上：蔓延，坚持，和接触线跳跃。后者涉及当液体跨越固体表面的特定部分时在润湿前沿下游建立新的接触线。实验和数值研究揭示了不同的制度出现在不同的流动方向在润湿周期性非对称微结构表面。这些见解提高了我们对液滴冲击、飞溅和振动表面润湿中的快速润湿的理解，并可能有助于为上述应用设计结构化表面。
2019-09-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase behavior of water-like models in nanoscopic pores of slit shape. Predictions from a density functional theory
我们探索了一组类水模型在纳米尺度狭缝孔中的相行为。水和孔壁之间的相互作用模拟石墨表面。一个版本的密度泛函方法被用作理论工具。流体模型采用Clark等人的工作[Mol.物理、2006，104，3561]。它们充分地再现了大体积水蒸气-液体共存包络。我们的主要重点是在封闭水的相图的拓扑结构的变化，并建立在水-石墨相互作用势的强度的冷凝和蒸发之间的交叉温度的行为的趋势。的水膜上的孔壁的生长示出的密度分布。理论结果进行了讨论的背景下，在孔隙中的水模型的计算机模拟结果。
2021-10-09 cond-mat.soft
Diffuse X-Ray Scattering near a Two-Dimensional Solid - Liquid Phase Transition at the n-Hexane - Water Interface
根据X射线散射和反射仪与使用同步辐射的实验数据，一个二维的结晶相变在一个单层的蜂花酸在正己烷-水界面的温度降低后发生润湿过渡。
2016-10-17 cond-mat.soft
Ionic conductivity on a wetting surface
最近的实验测量的DNA分子的电导率突出了需要一个理论模型的离子沿带电表面传输。在这里，我们提出了一个简单的理论的基础上的想法，解除束缚的离子对。电导率的强湿度依赖性被解释为当一层水（具有高介电常数）被吸附到表面时，分离对的静电自能的减少。我们比较我们的预测电导率的实验，并讨论其适用性的限制。
2009-10-13 cond-mat.soft
Molecular dynamics simulations of the contact angle between water droplets and graphite surfaces
润湿是一种普遍的现象，在自然和技术两方面的许多情况下最为突出。本文用分子动力学模拟研究了初始半径为20 ~ 80 μ m的纯水液滴在石墨表面的铺展过程。确定了平衡接触角，并利用修正形式的Young方程讨论了向宏观极限的转变。虽然最大的液滴几乎是完美的球形，但最小的液滴的轮廓不能用圆来描述。为了准确起见，我们采用了更一般的拟合过程的基础上，当地的平均值。此外，我们的结果表明，有一个可能的过渡到宏观极限。修正后的杨氏方程对于特征长度（半径和接触线曲率）在40 [K]左右特别精确。
2012-08-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Surface Wetting Study via Pseudocontinuum Modeling
在膜的分子设计中，对不同疏水程度的表面润湿性的准确估计变得越来越重要。本文将分子动力学和准连续介质理论相结合，建立了一个简单的接触角估算模型。进行分子动力学模拟以从纳米级计算计算水滴与光滑壁之间的宏观尺度接触角。由于无限数量的分子，宏观水平的液滴包括无数的自由度，不可能直接通过原子模拟来研究。为了解决这个问题，我们采用了两种方法组成的伪连续近似和修改的Young-Laplace方程。前者涉及9-3 Lennard-Jones（L-J）势，可以大大减少分子模拟中的自由度，而后者将介观接触角与实际接触角联系起来。我们改变不同的参数，包括液体的表面电位特性和温度，并计算水的接触角，利用质量密度轮廓拟合方法来预测疏水和亲水基板的广谱。计算结果与实验数据进行了比较，包括石墨，硅和金属的各种材料。这项研究表明，伪连续模拟是一种准确的方法，探测表面润湿性的各种工艺在一个低的计算成本。
2018-01-02 cond-mat.soft
Transition from van-der-Waals to H Bonds dominated Interaction in n-Propanol physisorbed on Graphite
本文用高分辨椭圆偏振法测定了正丙醇在石墨上的多层吸附等温线，温度范围为180 ~ 260 K。在前三个单分子膜的分子取向平行于基板和生长是大致一致的Frenkel-Halsey-Hill模型（FHH），在强基板上的范德华系统中遵守。第四层和更高层的凝结相对于FHH模型是延迟的。第四层实际上是双层。此外，存在润湿转变的迹象。结果被解释在层内和层间的氢桥键合。
2011-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Wetting gradient induced separation of emulsions: A combined experimental and lattice Boltzmann computer simulation study
通过实验和理论研究相结合的乳液的引导运动。工作的重点是通过一个逐步的（突然）改变润湿性能的基板沿给定的空间方向产生的驱动力有关的基本问题。二元乳液的实验明确表明，相对于基板的两个不同部分的流体组分（在我们的实验中为水）之一的选择性润湿性是足够的，以驱动分离过程。这些研究都伴随着近似的分析参数，以及格子玻尔兹曼计算机模拟，专注于润湿梯度对内部液滴动力学的影响，以及其相对强度相比，体积力驱动的流体流动。这些理论研究表明，相对于平面通道，在开放基底的情况下，润湿梯度诱导力对接触角和液体体积的依赖性在性质上不同。特别是，对于我们的实验的参数范围内，狭缝的几何形状被发现产生相当高的分离力相比，开放基板。
2009-10-16 cond-mat.soft
Lifshitz theory of wetting films at three phase coexistence: The case of ice nucleation on Silver Iodide (AgI)
假设：当流体接近三相共存时，吸附可能是通过连续形成两个中间润湿膜而发生的。这些润湿层的平衡厚度是分子间力的微妙平衡的结果，如由下面的界面势所指示的。两个可变吸附层的范德华力可以从Dzyaloshinskiii-Lifshitz-Pitaevskii理论精确地公式化，并且可以导出远远超出常规Hamaker理论有效性的解析近似。计算方式：我们考虑了水蒸气在碘化银上的吸附平衡，当接近三相点时，冰和水层可以同时形成并竞争水蒸气。我们对这个复杂系统进行了Lifshitz理论的数值计算，并给出了与数值结果定量一致的解析近似。调查结果：在AgI/水/空气的三相接触线上，表面力促进了AgI/空气和水/蒸汽界面上的冰的生长，从而支持了AgI在大气中的接触成核模式。我们的方法提供了一个框架，在三相共存的吸附的描述，并允许对大气气溶胶的冰成核效率的研究。
2021-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Kinetics of Gravity-Driven Water Channels Under Steady Rainfall
本文采用准二维实验装置，研究了在模拟降雨条件下干颗粒介质中指状流的形成。通过控制实验，我们分析了指状不稳定性，发展从湿润锋作为一个功能的基本颗粒（粒径）和流体性质（降雨量，粘度）。这些指状不稳定性作为水通道，作为排水口的前兆。我们期待的特性，均匀的润湿前和通道的大小，以及估计相关的时间尺度参与的不稳定性的形成和通道指尖的速度。我们将实验结果与Parlange和Hill [1976]提出的著名预测进行了比较。该模型基于两种不混溶流体之间界面处产生的扰动增长的线性稳定性分析。结果表明，在形态方面，实验与所提出的模型。然而，在动力学方面，我们仍然占另一个术语，描述了润湿前沿的均匀化。这一结果表明，我们将流体引入多孔介质的方式也会影响指状不稳定性的形成。
2014-03-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Highly sticky surfaces made by electrospun polymer nanofibers
我们报告了一个全面的研究，独特的粘合性能的垫的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的纳米纤维静电纺丝生产。纤维沉积在玻璃上，改变聚合物长丝的直径和相对取向（无规与对齐配置）。虽然在将平均纤维直径改变至微米级时没有观察到沉积水滴的静态接触角（约130°）的显著变化，但发现纤维表现出不相等的水粘附力。垂直放置，它们可以容纳高达60微升的水滴，是通过不同方法制备的毛状表面通常获得的值的两倍多。对于具有各向异性润湿行为的排列纤维，在垂直于纤维的方向上测量的最大体积高达90 μL。这项工作提出了新的路线，以定制的润湿行为的扩展区域的涂层，在吸附和催化表面，微流体装置和过滤技术的可能应用。
2017-01-18 cond-mat.soft
Liquid water stability as network resilience
INQUISUR, Departamento de Química, Universidad Nacional del Sur (UNS)–CONICET（南方国立大学-国家科学研究和技术生产委员会联合研究所）
本研究提出水的稳定性极限源于氢键网络的韧性，即局部修复断裂键的能力，并证明基于此的单一无参数判据可统一预测润湿、纳米限制和临界现象。
2026-09-15 cond-mat.soft
Wetting Transitions of Condensed Droplets on Superhydrophobic Surfaces with Two-Tier Roughness
虽然实现液滴在固体粗糙表面上的自发润湿转变是相当具有挑战性的，但在许多需要高效去除液体的实际应用中，它正成为一个关键的研究课题。我们报告的润湿过渡的凝聚液滴自发地发生在柱撑表面的两层粗糙度，由于出色的超疏水性。该现象是由于当其尺寸变得与微柱的尺度相当时，单个液滴的顶侧上的拉普拉斯压力进一步降低，这导致从柱的谷到顶部的令人惊讶的稳健的自发润湿转变。从理论上推导了一个简单的标度律，表明液滴的临界尺寸由微柱间距决定。由于这个原因，水的高效去除大大受益于较小的微柱空间。此外，存在三种润湿过渡模式，其中原位润湿行为与我们的定量理论分析吻合得很好。
2015-06-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
How does ethane wet different substrates?
Universidad Complutense, Madrid（马德里康普顿斯大学）
研究通过计算机模拟探讨乙烷在均匀和非均匀基底上的吸附机制，发现均匀基底通过调节表面电势可实现从不完全湿润到完全湿润的相变，而非均匀基底的吸附机制受条纹宽度影响显著。
2026-03-31 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
Molecular-Scale Hydrophilicity Induced by Solute: Molecular-thick Charged Pancakes of Aqueous Salt Solution on Hydrophobic Carbon-based Surfaces
我们直接观察到分子厚的盐水溶液煎饼在疏水石墨表面的环境条件下，采用原子力显微镜。该观察结果表明盐溶液在石墨表面上具有意想不到的分子级亲水性，这不同于液滴在石墨表面上的宏观润湿性质。有趣的是，煎饼自发地表现出强烈的正电荷行为。理论研究表明，这种带正电荷的煎饼的形成归因于水溶液中的Na+离子与石墨表面上的芳环之间的阳离子-π相互作用，促进了水分子与阳离子一起吸附到石墨表面上;即，Na+离子作为介质，在一侧通过阳离子-π相互作用吸附到石墨表面，同时在另一侧通过水合相互作用在分子尺度上与水分子键合。这些发现表明，关于碳基石墨表面的实际相互作用，包括石墨烯、碳纳米管和生物炭的相互作用，可能与现有理论有显著不同，它们为控制表面润湿性、相互作用和相关的物理、化学和生物过程提供了新的见解。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
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
Molecular insight on ultra-confined ionic transport in wetting films: the key role of friction
Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Institut Lumière Matière（里昂第一大学，法国国家科学研究中心，光与物质研究所）
研究通过分子动力学模拟揭示水膜中离子传输机制，发现离子吸附在水-硅界面产生摩擦力，显著增加流体粘度，为纳米尺度流体动力学提供新见解。
2026-03-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Numerical Study of the Wetting Dynamics of Droplet on Laser Textured Surfaces: Beyond Classical Wenzel and Cassie-Baxter Model
经典的润湿模型，如Wenzel和Cassie-Baxter模型，已被广泛用于量化激光毛化表面的润湿性。然而，这些模型不提供任何描述相应的液滴动力学。在这项工作中，我们提出了一个详细的连续水平的模型来研究Ti-6Al-4V合金上的水滴的润湿动力学。计算是针对平面和具有各种浮雕的曲面执行的。平坦表面、三角形浮雕表面和两个不同周期和高度的表面的液滴扩散参数的计算演变不仅提供了对几个实验结果的解释，而且强调了使用复杂浮雕进行有效润湿性控制的前景。因此，此类模拟被证明在广泛应用的浮雕设计和激光纹理中非常有用，例如人工植入物和假体的激光治疗。
2022-04-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wetting heterogeneity in mixed-wet porous media controls flow dissipation
研究了具有良好空间润湿性相关性的功能化玻璃微珠密相填充体系中的压力控制驱替油/水界面。如果相同类型润湿域的典型延伸$ξ$小于平均珠直径$d$，则观察到增强的耗散。使用X射线显微断层摄影术的三维成像显示，对于不同的$ξ$，残余液滴体积$s$的频率$n(s)$塌陷到相同的曲线上。这表明小$ξ$的额外耗散是由于接触线钉扎而不是毛细管破裂/聚结事件的增加。
2014-07-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Vapor-mediated wetting and imbibition control on micropatterned surfaces
本文通过引入低表面张力液体的蒸气，利用马兰戈尼力与毛细芯吸力竞争，实现对微图案表面水滴铺展和芯吸的时空控制，为涂层、清洁和干燥提供新策略。
2025-03-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Investigating the source of hysteresis in the Soil-Water Characteristic Curve using the multiphase lattice Boltzmann method
本文利用多相格子玻尔兹曼方法进行孔隙尺度模拟，排除了空气截留、接触角滞后等已知因素后仍观察到SWCC滞后，并通过对比润湿和干燥过程中液气相分布，揭示了滞后源于孔隙填充与排空时弯月面曲率半径的系统性差异。
2022-04-14 cond-mat.soft physics.geo-ph
Modeling dynamic surface tension on surfactant-enhanced polydimethylsiloxane (PDMS)
假设：表面活性剂通常被添加到水溶液中，以诱导在原本不光滑的疏水表面上的铺展。或者，它们可以直接引入到固体疏水材料中，如软弹性体，聚二甲基硅氧烷，以诱导自主扩散，而不需要额外的表面或液体改性。考虑到这两种方法的机制之间的相似性，描述表面活性剂水溶液润湿的模型也应该表征表面活性剂-固体系统的润湿。实验：将不同尺寸和化学组成的多种表面活性剂添加到预聚合的PDMS样品中。交联后，在设定的时间点将水滴置于表面上，并记录它们的接触角以跟踪界面张力的时间演变。将多个非线性模型拟合到该数据，分析其参数，并比较每个拟合优度。调查结果：动态表面张力的经验模型被发现比文献中发现的单一建立的模型更好地描述润湿过程。所提出的模型更好地适应较长的时间尺度所引起的缓慢的分子扩散在PDMS中。硅氧烷乙氧基化物表面活性剂诱导更快，更完全的PDMS润湿水比氧辛基酚乙氧基化物。该模型的概括性表征表面活性剂的广泛的物理化学性质被证明。
2021-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Active coating of a water drop by an oil film using a MHz-frequency surface acoustic wave
我们采用毫米级的压电声致动器，它产生MHz频率的表面声波（SAW）在固体基板，积极涂层一滴水的宏观膜的硅油作为一个小规模和低功率的涂层系统的范例。我们建立在以前的研究声表面波引起的动态润湿的固体基质，也被称为声润湿现象，积极驱动模型低表面能液体-硅油-涂层模型液体对象-固着水滴。油膜沿着SAW传播的路径扩展并与置于其路径中的液滴接触。SAW的强度决定了宏观厚油膜爬过液滴以部分或全部覆盖其表面的速率和程度。油膜对液滴的动态润湿受声学、毛细管和重力贡献之间的平衡支配。引入水滴作为待涂覆的物体表明通过采用SAW涂覆液相物体的机会，并表明由SAW致动的油膜可以横穿弯曲的物体和液体表面。
2023-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Dynamic solid surface tension causes droplet pinning and depinning
液滴在固体上的接触线会产生纳米级的尖锐表面牵引力。这为研究软聚合物网络的高度局部化和动态表面变形提供了前所未有的工具。在这方面的突出问题之一是粘滑不稳定性，观察到以上的临界速度，在此期间，接触线周期性地depins从自己的润湿脊。固体形变的时间分辨测量是具有挑战性的，动态脱钉的机制仍然难以捉摸。在这里，我们提出了直接可视化的动态润湿脊形成的水扩散的PDMS凝胶。出乎意料的是，发现润湿脊的张开角随速度增加，这不能归因于本体流变学，而是指向固体的表面张力的动态增加。从这一点，我们得出的标准，实验证实了脱钉。我们的研究结果揭示了粘滑过程和新发现的动态表面效应之间的深刻联系。
2018-10-29 cond-mat.soft
Dynamics and wetting behavior of soft particles at a fluid-fluid interface
我们调查的构象，位置和动力学的核-壳纳米粒子（CSNPs）组成的二氧化硅核心封装在一个交联的聚-N-异丙基丙烯酰胺壳在水-油界面的系统范围内的核心尺寸和壳厚度。我们首先提出了一个自由能模型，我们用来预测CSNP润湿行为在界面上作为其在体相中的几何和组成特性的函数，这给出了很好的协议与我们的实验数据。值得注意的是，在知识的聚合物壳的可变形性，平衡颗粒相对于界面平面的位置，一个经常难以捉摸的实验量，可以通过测量其吸附后的径向尺寸提取。对于这里研究的所有系统，界面尺寸总是大于散装和颗粒核心驻留在一个配置，其中它只是接触界面或完全浸入水中。此外，拉伸壳在界面处引起较大的粘性阻力，这似乎仅取决于界面尺寸，而与暴露于两种流体的CSNP表面的部分无关。我们的研究结果表明，定制CSNPs的结构可以用来控制它们在界面处的性质，如对包括乳液稳定和纳米图案化的应用感兴趣。
2018-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Permeation of Water Nanodroplets on Carbon Nanotubes Forests
进行了全原子分子动力学模拟，以研究液态水滴与碳纳米管阵列形成的纳米孔接触时的行为。我们已经考虑了不同的管阵列，改变它们之间的间距，以及不同的化学功能化的未加帽的纳米管。我们的研究结果表明，简单的官能化（例如，氢）允许调整润湿表面性质，增加纳米孔内液体的渗透。对于增加表面亲水性的官能化，即使当孔径显著增加时，液滴仍保持在表面处而没有管渗透。
2017-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Drop-Wise and Film-Wise Water Condensation Processes Occurring on Metallic Micro-Scaled Surfaces
研究了相同形貌的硅烷化（超疏水）和氟化（超疏油）微粗糙铝表面上的水凝结。超疏水表面上的冷凝通过膜状机制发生，而在超疏油表面上，它是滴状的。冷凝的途径的差异是由于各种能量障碍分离的Cassie和Wenzel润湿状态的调查表面上。超疏油表面固有的较高屏障促进了滴状冷凝。三阶段动力学的超疏油表面上冷凝液滴的增长报告和讨论。
2018-03-15 cond-mat.soft physics.app-ph
The engulfment of aqueous droplets on perfectly wetting oil layers
将一滴矿物油滴在水面上，油就会扩散，形成一层薄膜覆盖水面--这种现象很多人都很熟悉，因为下雨天漏水的公共汽车后面会留下彩虹般的水坑。在本文中，我们研究了翻转的问题：一个水液滴沉积到硅油的深层。由于油相扩散以完全覆盖液滴表面在能量上是有利的，因此液滴最终被吞没在油层中。我们提出了一个详细的研究吞没动力学，从瞬间的液滴第一次影响到油表面，直到它最终沉积到密度较小的油。我们研究了广泛的液滴尺寸（微米到毫米）和油的运动粘度（$10^2$到$10^5$ cSt），对应于与溢油相关的粘度主导的参数制度。我们的调查主要研究液滴吞没动态在两个不同的阶段：一个快速的早期阶段，液滴几乎完全淹没，在油表面的毛细作用力驱动，并掩盖了一层薄薄的油;和一个慢得多的后期阶段，重力拉上粘附在油表面的液滴，从而驱动剥离流。这意味着重力效应对于完成液滴的吞没是必不可少的，即使对于微米液滴也是如此。我们观察到最长的吞噬时间的液滴的中等大小。在固定液滴尺寸的实验揭示了一个幂律依赖于油的运动粘度的吞没时间。
2020-09-03 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
The importance of chemical potential in the determination of water slip in nanochannels
采用非平衡分子动力学模拟研究了石墨类纳米通道中水的滑移特性，分别分析了不同物理量对滑移长度的影响.在一个系统下的限制，但连接到一个水库的流体，化学势是自然的控制参数：我们表明，两个纳米通道，其特征在于相同的宏观接触角-但不同的微观表面电位-不表现出相同的滑移长度，除非在两个通道中的水的化学势是匹配的。本文还讨论了在有限几何条件下进行比较分析时样品制备的一些方法学问题。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Molecular modelling and simulation of electrolyte solutions, biomolecules, and wetting of component surfaces
大规模并行分子动力学模拟适用于含有电解质、汽液界面和与水油界面接触的生物分子的系统。提出了一种新的碱金属卤化物盐的分子模型，并用于模拟水溶液中的电解质。采用分子动力学模拟，考虑大分子内部自由度的影响，对酶催化油酸羟基化反应进行了模拟研究。因此，Ewald求和方法被用来计算长程静电相互作用。在具有相边界的系统中，色散相互作用，这是模拟的Lennard-Jones势在这里，有一个更显着的长程贡献比均匀系统。这种影响是占通过实施Janecek截止校正方案。在此基础上，Steinbuch计算中心的HPC基础设施得到了访问和有效利用，对正在考虑的分子系统产生了新的见解。
2013-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cs.CE
Molecular dynamic simulation of water vapor interaction with blind pore of dead-end and saccate type
通常在天然或人造建筑材料中发现的各种孔隙之一是所谓的死端或囊状类型的盲孔。在这项工作中，这种孔隙的三维模型已经开发。该模型已被用于分子动力学结合扩散方程方法模拟水蒸气与单个孔隙的相互作用。已经进行了专门的调查，以找到恒温器的实施和水蒸气-孔隙系统的热力学和统计值的守恒之间的依赖关系。研究了水-孔隙系统的两种演化类型：孔隙的干燥和润湿。对扩散系数、扩散速度等扩散参数进行了充分的研究。
2017-07-28 cond-mat.soft cs.CE physics.flu-dyn
