Drop impact dynamics on slippery liquid-infused porous surfaces: influence of oil thickness
注入滑移液体的多孔表面(SLIPS)是浸渍有低表面张力润滑剂的多孔纳米结构。它们最近在需要非疏水性超疏水表面的各种应用中显示出巨大的前景。在本文中,我们实验研究了油的厚度对润湿性能和新的SLIPS的跌落冲击动力学的影响。通过调整通过旋涂沉积的油层的厚度,我们表明,足够厚的油层是必要的,以避免去湿点的多孔纳米结构,从而增加液体分布的均匀性。这些表面上的下降的影响进行了研究,特别强调的传播和反弹动力学时,改变油的厚度和韦伯数。
2018-01-16 cond-mat.soft
Triple line destabilization -- Tuning film thickness through meniscus curvature
对于部分润湿的流体,先前的结果表明,重力驱动的膜的厚度和去湿速度是由三线动力学唯一确定的。相比之下,当冲洗水溶液通过聚合物管,我们的测量表明,去湿速度和厚度可以选择。控制参数是压力,即弯月面的宏观曲率。我们的研究结果直接证明了宏观几何形状在动态弯月面三线稳定性中所起的主要作用,正如Eggers(Phys. Rev. Lett. 93,094502(2004))。
2022-05-01 cond-mat.soft
Tribology of thin wetting films between a bubble and a moving solid surface
本文用干涉法研究了气泡在固体表面上的摩擦学。设计了一种独特的实验装置,用于监测润湿膜的厚度分布,插入气泡和亲水性玻璃之间,以高达412 μ m/s的速度移动。的3D膜厚度剖面的确定,使我们能够计算3D地图的润湿表面的局部毛细管,分离和提升压力,粘性应力和摩擦力。通过这种方法可以得到平均摩擦力和相应的摩擦系数。建立了摩擦系数随膜厚变化的理论模型。作为液体和固体之间的滑移的量度的相关滑移系数被确定为固体表面的速度的函数。发现在170 μ m/s以下存在形式上类似于干摩擦的摩擦状态,而在较大的速度下,气泡与固体之间的摩擦力通过最大值。此外,摩擦系数在固体的低速下具有大的值,并且随着速度的增加而显著减小。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Substrate-Directed Wetting Layers in Bicontinuous Particle-Stabilised Emulsions
Utrecht University(乌得勒支大学)
本研究通过实验结合数值模拟,揭示了STrIPS法制备的负载型bijel薄膜中,基底润湿性和纳米颗粒含量对界面润湿层结构的调控规律,为其功能化应用提供了关键依据。
2026-08-14 cond-mat.soft
Border-Crossing Model for the Diffusive Coarsening of Two-Dimensional and Quasi-Two-Dimensional Wet Foams
对于干泡沫,气体从小的高压气泡到大的低压气泡的传输主要是通过穿过分隔相邻气泡的薄皂膜的扩散来控制的。对于较湿的泡沫,随着平台边界和顶点用液体膨胀,膜面积变得更小。所谓的“边界阻塞”模型可以解释湿泡沫粗化的一些特征,其基于膨胀的边界完全阻塞气体通量的假设,然而,这种近似在湿/未堵塞极限中显著失败,其中气泡变成紧密堆积的球体并且即使没有膜也会进行粗化。在这里,我们占永远存在的过境流量由一个新的长度尺度定义的气体浓度的平均梯度内的边界。我们计算,它是成比例的膜和边界厚度的几何平均值,我们验证了这种缩放的扩散方程的数值解。我们同样考虑运输膨胀顶点和表面高原边界准二维泡沫。我们展示了如何修改的$dA/dt=K_0(n-6)$冯诺依曼定律的外观依赖于气泡的大小和形状以及浓度梯度的长度尺度的条款。最后,我们用修正的冯诺依曼定律来计算平均气泡面积的增长率,它不是常数。
2017-08-24 cond-mat.soft
Precursor films in wetting phenomena
非挥发性液滴在固体基质上的自发扩散在润湿现象的背景下提出了一个经典的问题。众所周知,宏观液滴的扩展在许多情况下伴随着宏观横向范围的薄膜,即所谓的前体膜,其从三相接触线区域发出并以高得多的速度在后者之前扩展。这种膜通常与液-固体系有关,但在过去十年中,类似的膜已被报道出现在固-固体系中。虽然其中这种膜的厚度具有介观尺寸的情况是相当好理解的,但一个有趣的且尚未完全理解的方面是微观的扩散,即,分子薄膜。在这里,我们回顾了现有的实验观察,这种薄膜在各种液-固和固-固系统,以及相应的理论模型和研究,旨在了解他们的形成和传播动力学。最后讨论了最新进展和未来研究的前景。
2012-06-15 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
Printing wet-on-wet: attraction and repulsion of drops on a viscous film
湿压湿印刷经常用于图形和工业应用的喷墨印刷中,其中基底可以在墨滴沉积之前涂覆有薄液膜。两个紧密放置在一起的液滴预计通过薄粘性膜的变形而相互作用,但是这些毛细相互作用的性质是未知的。在这里,我们表明,相互作用可以是吸引力或排斥力,这取决于两滴之间的距离。发现相互作用从吸引变为排斥的距离取决于膜的厚度,并且随着时间的推移而增加。我们揭示了起源的非单调的相互作用,这在于在薄膜上的液滴诱导的粘毛细波的外观。使用薄膜方程,我们确定的比例定律的波的传播,并证明,这支配的范围内观察到的相互作用。
2018-11-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wetting of a symmetrical binary fluid mixture on a wall
本文研究了在非选择性吸引壁面上,低于分层温度的对称二元流体的润湿行为。虽然它在本体中分层,但足够薄的液膜保持混合。然而,在接近液体/蒸气共存时,液体膜的厚度增加,并且其可以分层,然后润湿基板。我们表明,润湿性能是由两个长度尺度的相互作用有关的密度和组成波动。这个问题的分析框架内的一个通用的两个组件的Ginzburg-Landau功能(适用于系统的短程相互作用)。这个功能是最小化的数值和解析内的分段抛物潜在的近似。发现了一些新的表面过渡,包括一阶分层和预湿,连续分层,连接两个制度的三临界点,或临界端点,超过该点的预湿线分离的强和弱分层膜。我们的结果支持详细的蒙特卡罗模拟的对称二元Lennard-Jones流体在吸引壁。
2000-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of particle and substrate wettability on evaporation-driven assembly of colloidal monolayers
本文通过数值模拟研究基底与颗粒润湿性对蒸发驱动胶体单层组装的影响,揭示高基底润湿性促进六方单层形成、高颗粒润湿性可缓解低基底润湿性的不利影响,并提出并验证了预测表面覆盖率的理论模型。
2025-06-03 cond-mat.soft physics.chem-ph
Non-axisymmetric modes in ultrathin annular liquid films coating a cylindrical fibre
本文分析了包覆圆柱纤维的环形液膜在范德华力作用下的三维稳定性,通过时间稳定性分析揭示了润湿与非润湿条件下主导失稳模式及最优轴向波数与时间增长率。
2023-11-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stability and dewetting of thin liquid films
薄液体涂层的稳定性是日常生活中的基本问题.均匀且非挥发性的液体涂层可以通过非均质成核、热成核或旋节线去湿来去湿。润湿和去湿解释的基本水平,包括相关的相互作用的讨论。本文还将解决各种去湿的情况下,并解释如何有效的界面电位支配的行为获得各种分层基板和膜厚度。
2008-05-28 cond-mat.soft
Nanoconfinement Effects on Intermolecular Forces Observed via Dewetting
本文通过PS/PMMA/PS三层模型体系研究纳米限域对分子间作用力的影响,发现顶层PS去润湿行为显著依赖中间层厚度,并通过修正Hamaker常数计算建立理论框架,证明仅调节底层厚度即可调控薄膜稳定性。
2025-06-03 cond-mat.soft
Molecular Simulations of Dewetting
我们用分子动力学模拟研究了固体基底上部分润湿液体的非常薄的薄膜中的破碎和随后的流体流动。液体由与Lennard-Jones相互作用的短链分子组成,固体被建模为一个干净的晶格,其原子具有热振荡。低于临界厚度的膜被发现表现出自发的类旋节线不稳定性,导致干补丁,在一些实验中观察到的理论预测。从干燥斑块中抽出的液体聚集在一个移动的边缘,其流体动力学仅与早期的预测部分一致。
1999-10-29 cond-mat.soft
Fringe around a Beet Slice: Wetting-induced Dimple in a Thin Liquid Film
本文通过实验测量与标度分析及数值求解润滑方程,揭示了甜菜片周围薄液膜中因毛细上升吸入流形成凹坑的机制,并给出了凹坑寿命对液体性质和膜厚的依赖关系。
2025-04-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Thickness of epithelia on wavy substrates: measurements and continuous models
Universit\'e de Paris, CNRS, Mati\`ere et Syst\`emes Complexes, UMR 7057, F-75006 Paris, France addr1 Laboratoire de physique des solides, CNRS, Université Paris-Saclay, UMR 8502, Orsay, France, addr2
本研究测量正弦基底上 MDCK 上皮厚度,发现短波长下波谷细胞更厚,并证明加入顶端主动应力的弹性薄膜模型能以单一拟合参数解释实验。
2025-10-20 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
Drop impact on viscous liquid films
当液滴落在固体基底上时,它们之间的空气层延迟了液-固接触的发生。对于光滑基底上的冲击,空气膜甚至可以防止湿润,使液滴以与对超双疏性材料的冲击所观察到的动力学相同的动力学反弹。在这篇文章中,我们研究类似的弹跳现象,发生在粘性液体膜,模仿原子光滑的基板,其目标是探测其有效的排斥性。我们阐明的机制,弹跳到非弹跳(浮动)过渡使用实验,模拟,和一个极小模型,预测的主要特点下降的影响,接触时间,和恢复的恢复系数。在高粘性或非常薄膜的情况下,冲击动力学不受粘性膜的存在的影响。在此基板-独立的限制,弹跳被抑制,一旦液滴粘度超过一个临界值上的superbiphobic基板。对于较厚或较低粘性的膜,液滴和膜的性质都影响回弹动力学,并且共同抑制临界膜厚度以上的回弹。对于低粘度液滴,这种依赖于基材的制度也有限制,其中膜的性质单独决定了排斥性的限制。
2022-11-16 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effects of van der Waals forces and salt ions on the growth of water films on ice and the detachment of CO$_2$ bubbles
本文研究了盐对融冰润湿膜厚度的影响,以及盐与冰-水界面和汽-水界面附近CO $_2$气泡的相互作用。控制机制是各自的三层几何形状中的Lifshitz和双层相互作用。我们证明,后者依赖于Casimir-波尔德相互作用的盐离子溶解在水中的冰,蒸汽和CO $_2$接口,使用不同的模型计算其在水中的有效极化率。对于不同的盐离子,当使用不同的离子极化率模型时,观察到平衡水膜的预测厚度的显着变化。结果表明,CO $_2$气泡在冰-水界面处被吸引,在汽-水界面处被排斥
2016-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Probing interfacial effects with thermocapillary flows
我们的报告支持的液体薄膜驱动的热毛细作用。液体是油膜,初始厚度为几十微米。局部和适度加热其上散布有它们的玻璃基板引起热毛细流动,这允许形成超薄膜。我们表明,在给定的时间范围内,亚微米厚的薄膜的减薄动力学是由热毛细应力。它导致厚度轮廓与时间的简单依赖性,这通过数据在主曲线上的崩溃来证明。主曲线仅取决于液体性质和热梯度,并允许测量后者。随着薄膜进一步变薄至分子相互作用范围内的厚度,出现了与主曲线的偏差。虽然所有研究的油都被认为是完全润湿玻璃,但烷烃和硅油之间的偏差性质不同。我们将观察到的行为归因于分离压力的不同迹象,并且薄膜方程的数值解证实了这一点。我们建议热毛细流动可用于精细探测分子间的相互作用。
2022-12-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Adsorption component of the disjoining pressure in thin liquid films
从理论上研究了泡沫膜中的分离压力等温线,发现吸附对分离压力等温线有重要贡献。从界面热力学出发,导出了一个具有排斥性的分离压力分量,该分量随膜厚呈指数衰减。它的大小和衰减长度的表达式推导出众所周知的热力学特性,如部分吉布斯弹性和吸附长度。考虑了几种吸附等温线,计算了相应的吸附分离压力分量。一个重要的界面层相和润湿转变之间的耦合进行了讨论。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Dip-coating with prestructured substrates: transfer of simple liquids and Langmuir-Blodgett monolayers
当从液体浴中取出板时,在浴和基板之间的过渡区域中形成静态弯月面,或者将有限厚度的液体膜(Landau-Levich膜)转移到移动基板上。如果衬底是不均匀的,例如,具有由不同润湿性的条纹组成的预结构,弯月面可以变形或显示复杂的动态行为。在这里,我们研究的自由表面的形状和动力学的拖曳弯月面发生条纹预结构有两个方向,平行和垂直的转移方向。一个薄膜模型,占毛细作用通过拉普拉斯压力和空间变化的润湿性通过Derjaguin(或分离)的压力。数值延拓用于获得稳定的自由表面轮廓和相应的分叉图的情况下,具有不同的均匀润湿性的基板。直接数值模拟的情况下,各种条纹预结构。最后一部分说明了我们的研究结果的重要性,涉及复杂的液体建模的Langmuir-Blodgett传输实验的特定应用程序。在那里,将覆盖浴表面的不溶性表面活性剂的单层转移到移动基底上。所产生的斑图形成现象可受到本身取决于衬底上的预结构的液体弯月面的流体动力学的关键影响。特别是,我们展示了如何预结构条纹平行于转移方向导致形成的弯曲条纹的表面活性剂覆盖转移后,并提出了类似的实验结果。
2016-12-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Bicontinuous emulsions stabilized solely by colloidal particles
最近的大规模计算机模拟表明,它可能会产生一类新的软固体,所谓的“bijels”,通过稳定和逮捕的双连续界面在一个二元液体分层通过spinodal分解使用粒子,中性润湿的两种液体。颗粒的界面层预计是半渗透的,因此,如果实现,这些新材料将具有许多潜在的应用,例如作为微反应介质。然而,在实验室中创造bijels面临严重的障碍。一般来说,快速淬火速率是必要的,以绕过成核,使只有有限厚度的样品可以生产,这破坏了假定的双连续网络的三维性。此外,两种液体对颗粒的润湿性即使很小程度的不相等也会导致特征不佳的“光泽”界面层,从而导致不可再现的材料性能。在这里,我们报告了一个可重复的协议,用于创建三维样品的bijel中,界面基本上是由一个单一的粒子层稳定。我们演示了如何调整这些bijels的平均界面分离,并表明,机械,他们确实表现为软固体。
2007-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modelling of the dewetting of ultra-thin liquid films on chemically patterned substrates: linear spectrum and deposition patterns
本文通过薄液膜方程和线性稳定性分析研究化学非均匀基底上纳米液膜的去润湿,提出从早期膜高剖面测量表面能图案的方法,并揭示最终液滴阵列对图案形状、尺寸和幅值的依赖关系。
2025-04-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fluctuations of the critical Casimir force
临界卡西米尔力(CCF)来自临界流体中的限制波动,因此它本身就是一个波动量。虽然平均CCF是普遍的,它的(静态)方差先前已被发现依赖于系统的微观细节,有效地设置了一个大的动量截止的基础场论,使其潜在的大。这就提出了一个问题,即力的变化特性如何反映在实验上可观察到的量中,例如润湿膜的厚度或悬浮胶体颗粒的位置。在这里,严格的定义的瞬时力的基础上,我们分析静态和动态的相关性的CCF的保守流体在膜几何形状的各种边界条件内的高斯近似。我们发现CCF的动态关联函数与动量截止无关,并随时间代数衰减。在高斯近似中,相关指数仅取决于动力学普适类,而不取决于边界条件。此外,我们考虑的流体膜,其厚度可以波动的影响下的随时间变化的CCF。后者在薄膜边界的运动方程中产生有效的非马尔可夫噪声,并对位置方差产生明显的贡献。在这里使用的近似,在短时间内,这种贡献增长代数的时间,而在长时间内,它饱和,并有助于稳态的变化的膜厚度。
2021-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dewetting of Thin Lubricating Films Underneath Aqueous Drops on Slippery Surfaces
薄润滑流体涂覆的光滑表面的稳定性取决于下面的固体表面的表面能。高能固体表面涂有薄润滑油后,油膜在沉积水滴时会发生脱湿,由长程和短程相互作用产生的总表面能也预示了在给定条件下薄润滑膜的不稳定性。在这篇文章中,我们提出了实验研究薄润滑油膜夹在亲水性固体表面和水滴的去湿。润滑油膜的荧光成像和水滴的润湿行为用于分析。我们发现,去湿动力学和最终图案强烈依赖于润滑油膜的厚度。
2021-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft