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
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
Comment on Nanoscale Wetting of Crystalline Cellulose
在最近的出版物中，Trentin等人采用分子动力学（MD）模拟，使用广泛采用的水的TIP3P模型，对纤维素的不同多晶型物被水润湿的理论研究。在这里，我们表明，在模拟中采用的特定水模型的选择有一个关键的影响的结果，作者忽略了一点。特别是，水的TIP3P模型具有不切实际的低表面张力值，这损害了用该模型进行的润湿研究。稍微复杂一些的模型，如TIP4P2005，可以正确地再现水的表面张力。因此，使用低张力TIP3P模型的纤维素润湿的MD模拟的结果显示在更现实的TIP4P2005水模型预测水滴形成到纤维素上的情况下完全润湿。
2022-07-25 cond-mat.soft
Enhanced oil removal from water in oil stable emulsions using electrospun nanocomposite fiber mats
本研究制备了疏水亲油的静电纺纳米复合纤维毡，用于高效吸收稳定油包水乳液中的油，实现增强除油效果。
2024-02-07 cond-mat.soft physics.app-ph
A Monte Carlo simulation study on the wetting behavior of water on graphite surface
本文是作者几年前发表的关于水在石墨上润湿转变模拟的快速通信（Phys. Rev. B，v76，041402（R），2007）的扩展版，旨在提供有关方法，参数和研究结果的更多细节，可能会引起某些读者的兴趣。基于SPC/E对水的经验势、10-4-3 van der Waals模型以及最近发展的水和石墨的诱导势和多极势，采用巨正则蒙特卡罗模拟结合多重直方图重加权计算了水在石墨上的吸附等温线。结果表明，水在石墨表面的润湿转变发生在475-480 K，预润湿临界温度在505-510 K之间。计算的润湿转变温度同意定量与先前预测的值，使用一个简单的模型。在润湿转变温度和预润湿临界温度之间的温度下观察到稳定和亚稳态共存，表明该转变是一级的。
2012-09-20 cond-mat.soft
Colloid-oil-water-interface interactions in the presence of multiple salts: charge regulation and dynamics
我们从理论和实验上研究胶体油水界面相互作用的带电，空间稳定，聚（甲基丙烯酸甲酯）胶体颗粒分散在低极性油（介电常数$ε=5-10$），是在与相邻的水相接触。在该模型系统中，由于界面的排斥范德华力，胶体颗粒不能穿透油-水界面，而溶解在油中的多种盐可以自由地分配到水相中。唐南势和/或粒子电荷的符号和大小受这些盐浓度的影响，使得有效相互作用势可以被高度调谐。在Poisson-Nernst-Planck理论中探讨了平衡有效的胶体界面相互作用和离子动力学，并与实验观察进行了比较。
2017-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
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
Oil removal from water oil emulsions using magnetic nanocomposite fibrous mats
制备了磁性疏水亲油PMMA纳米复合纤维垫，用于从稳定水油乳液中高效去除油，展示了其作为油水分离材料的潜力。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Destructed double-layer and ionic charge separation near the oil-water interface
我们研究悬浮液的疏水带电胶体球分散在分层的油-水混合物通过修改后的泊松-玻尔兹曼理论，考虑到图像电荷效应和分区的一价离子。我们发现，离子对油的厌恶可以破坏油分散胶体的双层。这影响了胶体吸附到油-水界面的盐浓度依赖性定性。该理论还预测了一个狭窄的范围内的油介电常数，其中微米级的油包水液滴获得足够的电荷结晶在体积分数小到$\sim 10^{-3}$在没有胶体。这些发现解释了最近的观察结果[M. E。Leunissen { \em等人}，Proc. Nat. Ac. Sci { \bf 104}，2585（2007）]。
2007-05-16 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
The vanishing water/oil interface in the presence of antagonistic salt
拮抗盐是由亲水性和疏水性离子组成的盐。在水和有机溶剂的二元混合物中，这些离子优先溶解到不同的相中。我们通过分子动力学（MD）模拟研究了拮抗盐四苯基氯化磷PPh $_4$ Cl在水和2，6-二甲基吡啶混合物中的作用。随着盐浓度的增加，两相区收缩，界面张力降低，这与向这种混合物中加入正常盐时发生的情况相反。MD模拟使我们能够详细研究表面张力降低背后的机制。我们得到了界面周围的离子和组分分布，并确定了系统中的氢键，并得出结论，盐的加入改变了氢键。
2020-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tuning electrostatic interactions of colloidal particles at oil-water interfaces with organic salts
该研究针对油水界面胶体颗粒静电相互作用难调控的问题，通过向油相添加少量有机盐，实现了水/十六烷界面带电疏水微球间排斥作用的多数量级连续可调，并揭示了其缔合放电机制。
2023-05-03 cond-mat.soft
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
Structure and Depletion at Fluoro- and Hydro-carbon/Water Liquid/Liquid Interfaces
两个油/水（液体/液体）界面的X-射线反射率研究的结果是不一致的，最近的预测在疏水/水界面的蒸汽状耗尽区的存在。其中一种油，全氟己烷，是一种碳氟化合物，其与水的超疏水界面提供了一个严格的测试耗尽层的存在。另一种油庚烷是碳氢化合物，因此与生物分子疏水性的研究更相关。这些结果与水与软疏水材料的亚埃接近度一致。
2008-07-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evaporation-triggered Wetting Transition for Water Droplets upon Hydrophobic Microstructures
当放置在粗糙的疏水表面上时，直径大于几毫米的水滴可以很容易地形成珍珠，因为它们处于Cassie-Baxter状态，其中气穴被困在水滴下面。有趣的是，自然蒸发过程可以使这种Fakir液滴进入完全润湿（Wenzel）状态。我们的显微镜观察与透明的疏水微结构上的蒸发液滴的同时侧视图和仰视图阐明了水填充动力学和这种蒸发触发的过渡机制。对于本发明的材料，当水滴尺寸减小到半径为几百微米时发生润湿转变。我们提出了一个一般的全球能源参数，估计界面能取决于液滴的大小，并可以占过渡的临界半径。
2009-09-28 cond-mat.soft
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
Stability of additive-free water-in-oil emulsions
本文利用非线性Poisson-Boltzmann理论计算了平面油水界面附近的离子分布，并考虑了两种介质中离子的玻恩自能。对于不平等的自我能量的阳离子和阴离子，发现一个自发的电荷分离，使水和油相成为相反的电荷，在平板具有典型厚度的德拜屏蔽长度在两种介质。从解析解，相应的界面电荷密度和界面张力的贡献，推导出，连同两个球形水滴在油中的Yukawa电位的估计。探索的参数制度等离子体耦合参数超过结晶阈值，即液滴预计形成晶体结构，由于一个强大的汤川排斥，最近观察到的实验。扩展的理论，我们简要地讨论包括数值计算的球形水滴在油中，和分析计算的线性PB-方程有限的油-水界面宽度。
2008-10-09 cond-mat.soft
Characterization of the dissolution of water microdroplets in oil
油包水乳液具有从化学技术到微流体的广泛应用，其中水滴的稳定性是至关重要的。在这里，我们使用一个可访问的和容易重现的实验装置描述和表征水在油中的溶解，这使得纳升大小的液滴不稳定，导致它们在几个小时的时间尺度内收缩和消失。该方法适用于制造用于结晶的微型反应器。我们测试了多种油及其与表面活性剂的组合，表现出广泛不同的溶解速率。我们推导出简单的分析方程，以确定产品的扩散系数和相对饱和密度的水在油中从测得的溶解数据。通过卡尔费休滴定法测定矿物油和硅油在水饱和前后的水分含量，计算出水在矿物油和硅油中的扩散系数
2021-12-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Spontaneous Charging and Crystallization of Water Droplets in Oil
我们研究的自发充电和结晶的球形微米大小的水滴分散在油中的数值求解，在泊松-玻尔兹曼理论的几何形状的球形细胞，在系统中的阳离子和阴离子的密度分布。我们考虑到筛选，离子玻恩自能油和水之间的差异，并在两种介质中的离子分区。我们发现，液滴的表面电荷密度诱导的离子分区是显着的液滴曲率和液滴的有限密度的影响。我们还发现，盐的浓度和介电常数制度，其中预测的水滴的结晶相比，大大提高了基于平面油-水界面的结果，从而提高了与最近的实验定量一致。
2008-07-31 cond-mat.soft
Relationship between Characteristic Lengths and Effective Saffman Length in Colloidal Monolayers near a Water-Oil Interface
胶体单分子膜中的流体动力学相互作用受边界条件的影响很大，可以直接用胶体粒子的互相关扩散来描述。在这项工作中，我们实验测量了水-油界面附近的胶体单分子层的交叉相关扩散。通过引入有效Saffman长度，得到了系统的特征长度.在油水界面附近，颗粒单层的特征长度在纵向和横向上都是各向异性的。由这些特征长度，得到了通用的描述液-液界面附近的互相关扩散的主曲线。
2018-12-27 cond-mat.soft
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
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
Proteins at air-water and oil-water interfaces in an all-atom model
采用全原子分子动力学方法研究了五种蛋白质在空气-水和油-水界面上的行为。发现蛋白质在固定到界面时会变形。这种行为是一致的现象学的方式引入的接口在一个粗粒度的模型，通过一个力，取决于残留物的亲水性指数。蛋白质与油-水界面的偶联强度大于与空气-水界面的偶联强度。它们在油-水界面处扩散较慢，但不从其脱钉，而在另一界面处观察到脱钉事件。二硫键的还原减慢了扩散。
2018-01-08 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Equilibrium protein adsorption on nanometric vegetable-oil hybrid film/water interface using neutron reflectometry
在空气-水界面处，使用具有交联的甲硅烷基化基团的官能化蓖麻油（ICO）已经形成厚度为约两纳米的纳米膜。这些混合膜代表了在生物医学应用中替代传统聚合物材料的优秀候选材料，但它们需要在与蛋白质吸附高度相关的生物相容性方面进行优化。中子反射率已被用来研究吸附的两个模型蛋白质，牛血清白蛋白和溶菌酶，在硅烷基化油（ICO）-水界面的存在和不存在的盐在生理离子强度和pH值和在不同的蛋白质浓度。这些测量进行比较，吸附在空气-水界面。虽然盐在空气-水和油-水界面上以类似程度增强吸附，但油膜的影响是显著的，与空气-水界面相比，油-水界面上的吸附高三到四倍。在这些条件下，两种蛋白质吸附层的浓度曲线表明多层吸附：外层（油侧）的厚度接近蛋白质分子短轴的尺寸，约30 μ m，表明长轴平行于界面的侧向取向。内层延伸至55-60微米。有趣的是，在所有情况下，油膜的组成保持完整，没有显著的蛋白质渗透到膜中。在这些纳米膜上的最佳吸附，1.7-2.0 mg $\bullet$ m-2，与最近使用石英晶体微量天平和原子力显微镜在厚固体交联膜上获得的结果相当，特别显示在标准生理条件下在这些ICO膜界面处的吸附是非特异性的。这些结果提供了有用的信息，对阐述植物油为基础的纳米膜，在直接的纳米级应用或作为前体膜在制造较厚的宏观膜用于生物医学应用。2
2020-11-20 cond-mat.soft
Modulating outcomes of oil drops bursting at a water-air interface
本研究通过引入亲水性粘土颗粒或利用有限厚度油膜，调控油滴在水-空气界面的破裂级联过程，并建立相图与理论判据，服务于油水分离和乳化稳定性控制。
2024-10-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Phase Behavior and Emulsion Stability of the Aot/Decane/ Water/NaCl System at Very Low Volume Fractions of Oil
考察了正癸烷/水/气溶胶-OT和盐组成的三元体系的稳定性。相图和乳液的组成与Hofman和Stein [Hofman，1991]以前研究的相似。根据我们的结果，与一般经验相反，这些系统在非常接近平衡区时表现出最大稳定性。
2014-10-09 cond-mat.soft
Revisiting the wetting behavior of solid surfaces by water-like models within a density functional theory
本文利用经典密度泛函理论研究了具有不同缔合强度的类水模型在固体表面上的润湿行为，通过吸附等温线和Young方程确定了润湿与预润湿临界温度及接触角随温度的变化，结果与实验和模拟吻合良好。
2024-03-29 cond-mat.soft
Water Drop on Thin Viscous Oil Layers: From Stick-Slip Spreading to Dewetting
本研究通过实验探究水滴在硅油涂层表面的铺展行为，发现初始阶段低撞击能量下液滴边缘呈粘滑动力学特征，长期则由油的去润湿主导最终铺展至油层下方，且二次铺展延迟与韦伯数无关，为水油相互作用研究提供新见解。
2024-11-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Sign of the Casimir-Polder interaction between atoms and oil-water interfaces: Subtle dependence on dielectric properties
我们表明，惰性气体原子（溶解在水中）和油-水界面之间的Casimir-Polder能量是高度表面特异性的。不同的油既有排斥作用（如己烷），又有吸引作用（如甘油和环癸烷）。对于几种中间油（例如十六烷、癸烷和环己烷），在同一系统中可以发现吸引力和排斥力。在这些油-水界面附近的相互作用是排斥在非延迟的限制和转向吸引力在较大的距离作为延迟变得重要。这些高度表面特异性的相互作用可能在生物系统中发挥作用，其中表面可能或多或少地接近溶解的原子。
2012-06-07 cond-mat.soft physics.chem-ph quant-ph
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
Electrophoretic mobility of a water-in-oil droplet separately affected by the net charge and surface charge density
本文通过德拜-休克尔线性化解析研究油包水液滴电泳迁移率，发现其分别受净电荷和表面电荷密度影响，并揭示内部双电层对电泳的反向贡献，结合文献实验数据验证了理论。
2023-05-25 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
The effect of boundary slippage and nonlinear rheological response on flow of nanoconfined water
限制在纳米尺寸孔隙中的水的流动是从生物学到纳米流体装置的广泛学科的核心。尽管它的重要性，一个关于纳米流体动力学清晰的画面还没有出现。在这里，我们测量的耗散小于20纳米厚的水膜，它被发现减少润湿和非润湿限制表面。Carreau-Yasuda剪切稀化模型与我们的测量结果的拟合表明，流动是非牛顿的，对于润湿表面，无滑移边界条件是有效的。相反，对于非润湿表面，边界滑移发生在几nm量级的滑移长度。研究结果表明，封闭表面的润湿性和水分子在纳米约束下的非线性流变响应对输运性质起主导作用。
2017-04-18 cond-mat.soft
Nanoparticle enhanced evaporation of liquids: A case study of silicone oil and water
蒸发是一种基本的物理现象，其中许多具有挑战性的问题仍然没有答案。液体的强化蒸发在某些场合具有巨大的实际意义。在这里，我们报告了通过分散纳米颗粒（包括CaTiO 3、TiO2和金红石TiO 2）来增强几乎永久稳定的硅油的蒸发。研究结果对纳米颗粒强化蒸发的原子级机理研究以及石油污染治理和污水回用的蒸发控制技术的探索具有一定的启发意义。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
Oil-in-water microfluidics on the colloidal scale: new routes to self-assembly and glassy packings
我们开发了Norland光学粘合剂（NOA）流动聚焦装置，利用NOA优异的溶剂相容性和表面特性，生成多分散性低至5%的微米级水包油乳液。虽然目前关于微流体水包油乳化的工作主要涉及尺寸在数十微米量级的液滴的产生，大到足以使布朗运动可以忽略不计，但我们的NOA装置可以产生半径范围从2 μm到12 μm的液滴。为了证明这些乳液作为胶体模型系统的实用性，我们生产了荧光标记的聚二甲基硅氧烷液滴，适合于用共聚焦显微镜进行颗粒分辨研究。我们分析了所得乳液的结构在3D中使用坐标跟踪和拓扑聚类分类，并揭示了一个新的单分散热系统。
2016-10-21 cond-mat.soft
Surface-Mediated Molecular Transport of a Lipophilic Fluorescent Probe in Polydisperse Oil-in-Water Emulsions
乳剂通常作为水不溶性溶质的载体，递送至特定靶点。溶质在乳液中的分子传输可以通过表面活性剂来促进，并且通常受到通过连续相的扩散的限制。我们在这里调查这种运输在分子尺度上使用亲脂性分子转子作为溶质的代理。使用荧光寿命显微镜，我们跟踪这些分子的运输从连续相向分散相在多分散的水包油乳液。我们表明，这种运输包括两个时间尺度，这与液滴的大小和表面活性剂浓度显着不同，并且，根据所使用的表面活性剂的类型，可以限制通过跨油-水界面的运输，或通过连续相的扩散。通过研究荧光团的时间分辨荧光，伴随着分子动力学模拟，我们演示了如何在宏观尺度上观察到的传输速率可以解释在探针分子暴露的局部环境。
2023-03-16 cond-mat.soft
Oil droplet behavior at a pore entrance in the presence of crossflow: Implications for microfiltration of oil-water dispersions
通过求解纳维-斯托克斯方程，数值研究了在近流诱导剪切作用下，钉扎在喷嘴入口处的油滴的行为。我们发现，在没有交叉流的情况下，所需的临界跨膜压力，迫使液滴进入孔是在很好的协议与基于杨拉普拉斯方程的理论预测。随着剪切速率的增加，渗透的临界压力增加，并且在足够高的剪切速率下，油滴破碎成两段。数值模拟结果表明，低表面张力、高油水粘度比和大液滴尺寸有利于液滴在孔隙入口处破碎，但对接触角的大小不敏感。使用简单的力和扭矩平衡参数，由于横流和破碎毛细管数的临界压力增加的估计，并得到验证不同的粘度比，表面张力系数，接触角，和滴孔径比。
2013-06-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
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
Dynamic wettability alteration in immiscible two-phase flow in porous media: Effect on transport properties and critical slowing down
通过输送两种不混溶流体的无序孔隙网络模型模拟了由于在富油多孔介质中注入低盐度水或任何其它润湿性改变剂而引起的接触角的变化。我们引入了一个动态的润湿性改变机制，其中每个孔的时间依赖性的润湿性是由通过它的水的累积流量确定的。进行模拟，以达到不同的可能改变的润湿角（$θ$）的稳态。我们发现，偏离油湿条件重新动员卡住的集群，并增加了石油分流量。然而，在分数流的增加率强烈依赖于$θ$和$θ\to 90^\circ$，一个临界角，该系统显示临界减慢，其特征在于由两个动态临界指数。
2015-07-22 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
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
How fast do microdroplets generated during liquid-liquid phase separation move in a confined 2D space?
如何在有限空间中发生液体传输与许多工业和实验室规模的过程有关，从提高石油采收率到药物输送系统。在这项工作中，我们研究推进微滴形成的液-液相分离在准2D室，专注于微滴的方向和速度响应于局部成分梯度。在我们的实验中，封闭的三元溶液包括模型油，良溶剂（乙醇）和不良溶剂（水）。取决于初始溶液组成，富水或富油微滴随着三元溶液与从深侧通道扩散的水混合并被水置换而自发地形成和移动。当溶液掺杂有染料时，使用高速明场成像或荧光成像原位跟踪微滴运动。局部乙醇成分梯度估计从周围的移动微滴的局部连续液体中的荧光强度的变化。高含油浓度的三元溶液发生相分离，在富水带中形成可移动的富油微滴，同时在富油带中形成富水微滴。富油微滴的快速运动诱导定向流动输送，其使富水微滴靠近富水区流动。微滴的平均速度随着三元溶液中初始油浓度的增加而增加。在我们的实验中观察到的最快速度的富油微滴是~150 $μ$ m/s沿表面的疏水壁。尖锐的乙醇成分梯度的存在是限制中的富油微滴快速移动的主要驱动力。我们的研究结果表明，通过相分离所产生的组成梯度，提高液体运输的限制的潜力。
2021-06-13 cond-mat.soft
Nano-Clay-Stabilized Water-in-Oil Colloidal Pickering Emulsions as Thixotropic Lubricant
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本研究开发了以向日葵油为基质的纳米有机粘土稳定流变水包油Pickering乳液，通过系统研究其流变和摩擦性能，发现其具有优异的减摩和耐磨性能，且具备方向敏感性和负载响应性。
2026-05-10 cond-mat.soft
Wetting behavior of supercooled water droplets impinging on nanostructured graphite surface: A molecular dynamics study
本文采用分子动力学模拟，在原子尺度上研究了过冷水纳米液滴在撞击和停滞状态下的润湿行为。我们发现，水滴表示从表面沟槽纳米结构的收缩行为后，指示最大的渗透。对于撞击速度v* 的值存在阈值，低于该阈值，观察不到穿透，这取决于表面粗糙度的大小。这表明小于一定尺寸的凹槽可以阻止水渗透，考虑到在实际情况下v~0.5M，这对于设计纳米结构的疏冰基底是有用的信息。这种阻力可能来自于固体基质和液态水滴之间的界面张力。水渗透的程度显着取决于液滴的冲击速度和表面粗糙度的大小，为冲击速度大于V*。研究结果表明，液滴温度对液滴从表面沟槽结构中退出时间的决定性作用，而不是液滴撞击速度和表面沟槽结构的影响。
2019-08-01 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
How liquid-liquid phase separation induces active spreading
多组分混合物的相分离和润湿之间的相互作用在自然界和技术中普遍存在，并且由于生物分子凝聚体的发现，最近在科学学科中获得了显著的关注。众所周知，固着液滴在静态润湿配置中经历相分离，在其接触线处表现出微滴成核，在后期阶段形成油环。然而，当在非平衡润湿构型中发生相分离时，即，散布水滴在这里，我们报告，液-液相分离强烈耦合到三相接触线的扩展运动。因此，经典的Cox-Voinov定律不再适用，因为相分离在毛细管驱动之外增加了主动铺展力。有趣的是，我们观察到，在主液滴中的任何可见的微滴成核之前，铺展就开始了。使用高速椭圆偏振，我们进一步证明，表面力导致更早的成核润湿前体膜周围的液滴，开始观察到的润湿过渡。我们希望我们的研究结果丰富的相分离过程，涉及动态接触线和/或表面力的基本理解，在广泛的应用，从石油回收或喷墨打印材料合成和生物分子凝聚体的影响。
2022-02-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Design of Liquid Impregnated Surface with Stable Lubricant layer in Mixed Water/Oil Environment for Low Hydrate Adhesion
笼形水合物是一种天然存在的冰状固体，其在合适的温度和压力条件下，在一种或多种疏水分子的存在下在水相中形成。它还在石油和天然气管道内部形成，导致更高的泵送成本，流动堵塞甚至灾难性事故。具有低水合物粘附性的工程表面可以为这个问题提供有效的解决方案。液体浸渍表面是工程表面的一个这样的例子，它已经显示出在减少固体的成核和粘附方面的巨大潜力。在这里，我们报告的设计和合成的液体浸渍表面具有极低的水合物粘附在油和水的混合环境。设计这些表面最具挑战性的方面是同时在水和油下稳定润滑层。详细的方法，使这样的润滑剂稳定的表面从理论上的角度进行了描述和实验验证的润滑剂稳定性。在这样的表面上的实验测量表明，非常低的水合物积累和一个数量级或更多的减少水合物粘附力。
2023-02-09 cond-mat.soft physics.app-ph
Vaporization and Layering of Alkanols at the Oil/Water Interface
正链烷醇在油/水界面的吸附与X-射线反射率和张力测定的研究表明，在己烷/水界面的液体到气体单层相变是有利的，只有长链烷醇。随着链烷醇链长的减小，单位面积的过量界面熵的变化减小到零。具有小的过量界面熵值的系统在界面处形成多分子层，而不是具有大得多的过量界面熵的系统形成的单层。正己烷取代正十六烷显着改变了界面结构的一个给定的烷醇表面活性剂，但这种取代不会从根本上改变的单分子膜的相变行为。这些数据表明，临界链烷醇碳数，在单位面积的过量界面熵的变化减少到零，是大约六个碳大于烷烃溶剂分子中的碳数。
2007-05-24 cond-mat.soft
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
Vegetable oil hybrid films cross-linked at the air-water interface: formation kinetics and physical characterization
植物油基杂化膜的开发得益于一种新的无溶剂和无加热的方法，在空气-水界面使用甲硅烷基化蓖麻油通过溶胶-凝胶反应交联。为了了解混合膜形成的机制，反应动力学进行了详细研究，通过使用补充技术：流变学，热重分析，和红外光谱。最终薄膜的机械性能进行了研究，纳米压痕，而它们的结构进行了研究，使用广角X射线散射，电子衍射和原子力显微镜的组合。我们发现，固体和透明的薄膜形成在24小时内，通过改变二氧化硅前体蓖麻油的比例，其机械性能是可调的，在MPa范围内约20倍。除此之外，还探索了使用不同催化剂的交联反应的可能优化，最后，对成纤维细胞进行了细胞毒性试验，证明没有膜毒性。这项工作的结果为直接合成具有可调机械性能的蓖麻油膜铺平了道路：在空气-水界面交联的混合膜结合了一种简单而廉价的铺展协议，其热历史的特征针对未来可能的微/纳米药物负载进行了优化，因此代表了替代非环境友好型石油基材料的优秀候选者。
2018-11-16 cond-mat.soft
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
The Effect of Ageing on the Structure and Properties of Model Liquid Infused Surfaces
液体注入表面（LIS）具有独特的性能，使其成为广泛应用的理想候选者，从防污和防冰涂层到自修复表面和受控润湿。然而，当暴露于现实的环境条件下，LIS往往会老化并逐渐失去其理想的性能，从而可能影响其应用。相关的老化机制仍然知之甚少，反映现实生活中的应用结果很少。在这里，我们跟踪模型LIS组成的玻璃表面功能化与疏水纳米粒子和硅油注入老化。LIS完全浸没在水溶液中，并暴露于声压波设定的时间间隔。通过定期测量LIS的润湿性能来监测老化。我们还跟踪LIS纳米级结构的变化。我们发现，LIS迅速失去其滑性能，由于组合的油损失，平滑的纳米多孔功能层和基板降解时，直接暴露于溶液。油损失与进入油层的水微滴和将油从表面驱离一致。这些机制是普遍的，可能在大多数LIS的老化过程中发挥作用。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Investigation of slippery behaviour of lubricating fluid coated smooth hydrophilic surfaces
近年来，许多研究小组利用疏水性基底研究了注入润滑液的粗糙表面的滑动性能。这些表面对水和其他液体表现出优异的光滑性能。在这里，我们展示了一种简单的方法来制造稳定的光滑表面的硅油涂层的亲水性样品的基础上。在室温下，由于硅基底本身具有亲水性，所制备的样品由于硅油层内的水滴下沉而表现出防滑行为。随后在更高温度下退火提供了硅表面处的硅分子的共价键合，使得表面疏水，这通过润滑剂洗涤测试证实。因此，硅油涂覆的退火样品显示出优异的拒水性、非常低的接触角滞后和非常好的滑动行为。但是这些表面显示出对液滴流动的差的油稳定性，这是由于油在水滴周围的遮盖，这可以通过使用较大体积的液滴或连续的水流来防止。
2015-08-04 cond-mat.soft
Effects of additives on oil displacement in nanocapillaries: a mesoscale simulation study
我们进行了介观尺度模拟，以调查的效果，添加剂，如表面活性剂和聚合物，在驱油过程中的水和盐水注入。一个多体耗散粒子动力学（MDPD）模型参数化，以再现通过实验或经典分子动力学（MD）获得的物理性质。然后采用MDPD模型模拟水和盐水对正十二烷的驱替，表面活性剂浓度范围为1 wt. %至IOwt. % SDS和0.5wt. %的HPAM。我们观察到，虽然添加剂可以进入毛细管而不堵塞，但表面活性剂浓度和注入速率的特定组合可能导致不良的驱油。这一结果可以从水-壁和（表面介导的）水-油相互作用之间的平衡来理解。因此，我们的研究结果显示了一个有效的逆转的润湿性字符，从水润湿到油润湿，作为界面速度的函数。最后，我们总结了这些结果的影响，涉及添加剂的流体-流体位移。
2020-04-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Asphaltene aggregation onset during high-salinity waterflooding of reservoirs (a molecular dynamic study)
本研究的主要目的是建立一个理解的作用，高盐度盐水的沥青质聚集的强度开始在注水的石油储层。我们已经表明，当将纯水和低盐度水注入储层时，沥青质在水驱过程中具有形成聚集体的高度倾向。为了实现本目标，分子动力学模拟沥青质油/水系统进行。油相由沥青质和邻二甲苯组成，其中沥青质分子是完全可溶的。我们的模拟结果表明，高盐度盐水对七种不同的模型沥青质油的盐溶效应导致沥青质聚集的发生与纯水相比显着减少。这种盐溶效应主要是由于在高压和高温下油相中的水溶性显著降低。
2019-07-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
