The Local Compressibility of Liquids near Non-Adsorbing Substrates: A Useful Measure of Solvophobicity and Hydrophobicity?
我们调查的适用性的局部压缩性chi（z）作为一种措施的疏溶剂性或疏水性的基板。将局部压缩性定义为局部单体密度w.r.t.在固定温度下的化学势，我们使用密度泛函理论（DFT）来计算模型流体的chi（z），该模型流体接近于体相液-气共存，在各种平面衬底上。这些范围从具有约90度的接触角的"中性"基材（其既不有利于液相也不有利于气相）到表现出完全干燥（即接触角180度）的非常疏溶剂的纯排斥性基材。我们发现，最大的局部压缩性，这发生在一个或两个分子直径的基板，和积分量chi_ex（表面过量压缩性，下面定义）都迅速增加的接触角增加，基板变得更加疏溶剂。局部可压缩性提供了比表面附近的密度耗尽更显著的疏溶剂性指标，密度耗尽仅随着接触角的增加而微弱地增加。当流体被限制在一个平行的狭缝与两个相同的疏溶剂壁，或与竞争的疏溶剂和亲溶剂壁，chi（z）接近疏溶剂壁的改变很少从单一的基板。我们将我们的结果与模拟研究水附近的疏水表面探索chi（z）和波动的局部密度和chi_ex和均方波动的吸附分子的数量之间的关系。
2014-09-09 cond-mat.soft
Wetting of soap bubbles on hydrophilic, hydrophobic and superhydrophobic surfaces
本文研究了固着气泡在固体和液体表面的润湿。基于修正的Young方程，提出了固着气泡接触角的模型，实验结果与模型相符。亲水表面导致90度的气泡接触角，而在超疏水表面上观察到134度。对于亲水性表面，气泡角度随着气泡半径减小-而在超疏水性表面上，气泡角度增加。平台边界的大小决定了气泡的接触角-取决于表面的润湿性。
2013-03-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The nature of the hydrophobic interaction varies as the solute size increases from methane's to C60's
本研究通过计算机模拟，在溶质-溶剂弱吸引作用不变的条件下，揭示了溶质尺寸从甲烷级增至富勒烯级时疏水相互作用的定性变化及相关微观机制。
2024-11-02 cond-mat.soft
Adhesive forces inhibit underwater contact formation for a soft-hard collision
热力学告诉我们，与两个亲水表面相比，两个疏水表面之间的水下接触将导致更强的粘附力。然而，水的存在不仅改变了能量学，而且改变了达到最终状态的动态过程，该过程耦合固体变形和液体排空。这些动力学可能会对实现强大的水下附着力/摩擦力带来挑战，这会影响到包括软机器人、生物运动和轮胎牵引力在内的各个领域。更密切的调查，需要足够精确的解决方案的薄膜抽空，同时控制表面润湿性一直缺乏。我们进行高分辨率的原位阻挫全内反射成像，以跟踪不同刚度的软弹性半球和不同润湿性的光滑硬表面之间的水下接触演化。令人惊讶的是，我们发现从疏水-疏水（粘合剂）接触的水排空的指数速率比从疏水-亲水（非粘合剂）接触的水排空的指数速率低3个数量级。随着玻璃润湿性的降低，下降速率的趋势在热力学粘附力过零的点附近急剧变化，表明抽空模式发生了转变，这是由3维时空高度图所照亮的。粘合剂接触的特征在于密封水坑的早期定位，而非粘合剂接触保持平滑，从一个中心水坑以膜状排空。测量与人类的拇指和替代疏水/亲水玻璃表面表现出实际的后果相同的动态：粘合剂的相互作用导致不稳定的山谷，并导致一个国家的更多的水和不亲密的固体-固体接触。
2021-02-22 cond-mat.soft physics.app-ph
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
Hydrodynamic friction of fakir-like super-hydrophobic surfaces
位于超疏水表面上的流体液滴仅在小的隔离区域与表面接触，并且主要与周围空气接触。因此，在这种表面附近运动的流体经历非常低的摩擦，并且超疏水表面在层流状态下显示出强烈的阻力减小。在这里，我们认为理论上的超疏水表面的圆形职位（所谓的苦行僧几何）位于一个平面的矩形晶格。使用适当的空间依赖强度的点力的叠加，我们推导出有效的表面滑移长度的平面剪切流在这样的fakir表面作为一个无限系列的线性方程的解决方案。在小表面覆盖的渐近极限的支柱，该系列可以解释为黎曼和，和滑移长度可以得到解析。对于正方形格子上的帖子，我们的分析结果与以前的数值计算在很好的定量协议。
2010-05-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Super-Hydrophobic Multi-Walled Carbon Nanotube Coatings for Stainless Steel
我们利用AISI 316不锈钢的天然表面粗糙度和铁含量，通过化学气相沉积（CVD）在低温（$< 1000^{\circ}$ C）下直接生长多壁碳纳米管（MWCNT）随机网络，而无需添加任何外部催化剂或耗时的预处理。以这种方式，在不锈钢片上获得超疏水MWCNT膜，其表现出高接触角值（$154^{\circ}$）和高粘附力（高接触角滞后）。此外，在扫描电子显微镜（SEM）的多壁碳纳米管薄膜的调查揭示了一个双重的层次形态的多壁碳纳米管的亲水性碳纳米结构的尖端上的疏水性多壁碳纳米管的无规网络。由于Salvinia效应，MWCNT膜的疏水和亲水复合表面为导电不锈钢提供了固定的超疏水涂层。这种仿生表面不仅可以防止腐蚀和结垢，而且还可以提供低摩擦和减阻。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Large integration time-step in molecular dynamics simulation artificially enhances the strength of hydrophobic interaction
UT-Battelle, LLC（UT-Battell有限责任公司）
该研究通过分子动力学模拟发现，大积分时间步长会人为增强疏水相互作用，其机制在于疏水贡献的变化，而亲水贡献不受影响。
2026-09-25 cond-mat.soft physics.chem-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
Reduction of the hydrophobic attraction between charged solutes in water
利用分子动力学模拟研究了两种纳米级溶质在水中的相互作用力。宏观考虑预测溶质之间的疏水吸引力的强烈减少，当后者被充电。这一点通过模拟得到证实，该模拟指出了接触时带相反电荷的溶质之间的有效力的惊人恒定性，而带相同电荷的溶质导致正负对之间的显著不同的行为。后者表现出以前在一些胶体分散体中观察到的“类电荷吸引”现象。
2003-10-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How water meets a very hydrophobic surface
在水和疏水表面之间是否有一个低密度区域（“间隙”）？以前的X射线/中子反射率结果一直不一致，因为效果（如果有的话）是次分辨率的表面研究。我们已经使用X射线反射率来探测水和更疏水的光滑表面之间的界面。耗尽区宽度随接触角而增加，并变得大于分辨率，从而允许确定性测量。预测在这个接口大的波动，但是，我们发现，他们的界面粗糙度的贡献太小，无法测量。
2010-06-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Critical surface phase behavior governs hydrophobic attraction between extended solutes
本文通过分子动力学模拟和基于临界干燥标度理论的形态学模型，揭示疏水吸引由表面相行为主导，并证明其逆温度依赖源于溶剂化壳层的快速热膨胀。
2025-09-24 cond-mat.soft
Substrate contact angle governs microgel shape, stiffness and deposition pattern
University of Münster（明斯特大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Martin Luther University Halle-Wittenberg（哈勒-维滕贝格马丁路德大学）
该研究发现基底接触角会调控微凝胶的水合形状、刚度，进而影响朗缪尔-布洛杰特沉积单层的干燥重排与最终组装结构，为界面自组装及转移结构的调控提供了关键机制。
2026-08-03 cond-mat.soft
Exploiting the Hierarchical Morphology of Single-Walled and Multi-Walled Carbon Nanotube Films for Highly Hydrophobic Coatings
自组装层次固体表面是非常有趣的润湿现象，在各种自然和人工表面中观察到。在这里，我们报告单壁（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）薄膜实现了一个简单的，快速的，可重复的，和廉价的过滤过程中，从水分散体，这是在室温下沉积在玻璃上的干转移印刷方法。此外，通过扫描电子显微镜（SEM）对碳纳米管膜的研究揭示了自组装碳纳米管无规网络的多尺度层次形态。此外，接触角测量表明，分层SWCNT/MWCNT复合材料表面表现出比裸SWCNT（110°）和MWCNT（97°）涂层更高的疏水性（高达137°的接触角），从而证实了由表面分层形态产生的增强。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
How Spontaneous Electrowetting and Surface Charge affect Drop Motion
Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）；Institute for Nano- and Microfluidics, TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学纳米与微流体研究所）；Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究学院）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）
研究通过低毛细数条件下滑动液滴发现，电荷分离导致自发电润湿和表面电荷效应，两者共同影响接触角，但最终在退行接触线处相互抵消，使接触角变化不显著。
2026-02-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Close-contact melting on hydrophobic textured surfaces: Confinement and meniscus effects
本文研究疏水纹理表面的近接触熔化，通过双级数与摄动法分析有效滑移长度，阐明沟槽取向、约束及弯月面对传热和熔化速率的影响，并给出相图与高度演化渐近解。
2025-01-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contact angle determination in multicomponent lattice Boltzmann simulations
疏水表面上的液滴在微流体应用中是普遍存在的，并且存在许多常用的多组分和多相格子Boltzmann方案来研究这样的系统。在本文中，我们专注于一个流行的实现多组分模型介绍单和陈。在这里，不同组件之间的相互作用被实现为排斥力，其强度由模型参数确定。在本文中，我们提出了一个疏水表面上的液滴的模拟。我们研究了接触角对模拟参数的依赖性，并定量比较了不同的方法来确定它。结果表明，该方法能够模拟整个范围的接触角。我们发现，先验确定的接触角是取决于模拟参数的不确定性为10%至20%。
2010-10-13 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Fluorination Increases Hydrophobicity at the Macroscopic Level but not at the Microscopic Level
过去已经基于疏水性聚合物（例如聚苯乙烯（PS））详细研究了疏水性相互作用。由于氟化材料具有相对低的表面能，因此它们通常在宏观水平上显示出疏油性和疏水性。然而，它仍然是未知的如何疏水聚合物的疏水性影响在微观水平上。本论文采用可逆加成-断裂链转移聚合法合成了聚苯乙烯和氟取代聚苯乙烯（FPS）。接触角测量证实，由于氟的引入，FPS在宏观水平上比PS更疏水。然而，单分子力谱实验表明，在水中展开PS和FPS纳米颗粒所需的力是不可区分的，这表明驱动PS和FPS纳米颗粒自组装的疏水效应的强度在微观水平上是相同的。疏水效应在宏观和微观水平上的差异可能暗示了不同的潜在机制：微观水平上的疏水性由溶剂水合作用和宏观水平上的表面缔合相互作用主导。
2022-02-06 cond-mat.soft physics.bio-ph 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
Solid adsorption: the missing mechanism for surfactant contact lines -- a phase-field approach
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
通过热力学一致的相场模型，纳入固体壁面吸附，解释了表面活性剂接触线动力学中亲水性增强的实验趋势，弥补了现有预测模型的缺失机制。
2026-06-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Wettability from Diffusion: A Universal Molecular Scaling Law
Princeton University（普林斯顿大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文推导出将水接触角与界面分子横向扩散联系的解析关系，并通过分子动力学模拟验证，提出一种无需液滴几何或自由能采样的普适润湿性评估方法，适用于反应性、缺陷或受限环境。
2025-10-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hydrophobic droplets in amphiphilic bilayers: a coarse-grained mean-field theory study
疏水性分子如油和某些药物可以在脂质和聚合物系统中被封装在两亲性双层的两个小叶之间。我们调查的情况下，疏水性分子是不相容的两亲物的尾巴，所以形成液滴。使用粗粒度的平均场模型（自洽场论，或SCFT），我们发现，液滴的大小范围很广，具有相同的特征透镜形状，并解释这一结果在简单的毛细作用参数，与测量的变化的两亲分子的表面浓度的双层和单层覆盖的液滴。我们研究了疏水液体和两亲分子尾部之间的排斥力的强度chi_BO对液滴形状的影响，发现随着chi_BO的减小，液滴逐渐变平。即使在非常低的chi_BO值下，液滴也保持至少亚稳定。这与疏水分子的长度变化时的行为相反。具体地，如果这些分子至少与两亲物尾部一样长，则发现进一步增加它们的长度对液滴形状几乎没有影响，而将它们的长度减小到低于该值迅速导致液滴变得不稳定。
2011-11-16 cond-mat.soft
(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
De-pinning of contact line of droplets on rough surfaces
本研究报告的自组装液滴图案的形成的PDMS聚合物涂覆在DVD的凹槽侧下饱和蒸汽的醇。并与DVD无约束面上的呼吸图形进行了比较。四种不同的环境，即甲醇，乙醇，2-丙醇和正丁醇用于分析。观察到甲醇和乙醇蒸气发生斑图形成，而2-丙醇和正丁醇不发生。不同醇的斑图形成的差异归因于链长的变化和醇中疏水基团的存在，如Traube规则所给出的。约束曲面上图案的变形是由接触线的脱钉引起的。
2016-09-26 cond-mat.soft
Stretching and Compressing Capillary Bridges on Hydrophilic, Hydrophobic, and Liquid-infused Surfaces
Durham University（杜伦大学）；The University of Edinburgh（爱丁堡大学）
研究不同表面润湿性对毛细桥行为的影响，揭示了接触线固定和润滑剂转移对桥-表面相互作用的调控作用。
2026-01-01 cond-mat.soft
Nanoparticles modulate contact angle hysteresis in electrowetting
接触线的钉扎不利地影响固着液滴的电润湿性能。在本文中，我们报告的电润湿滞后特性的100 mM水。KCl固着液滴置于疏水PDMS表面上。进一步研究了纳米颗粒对外加电势下接触角滞后的影响。该研究揭示了接触角滞后在纳米颗粒浓度超过一定阈值时减小。因此，液滴中的纳米颗粒悬浮液可用于增强或抑制热点冷却期间的电润湿滞后和相应的热传递速率。
2019-01-12 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Destabilization of Alzheimers Amyloid-beta Protofibrils by Bai-calein: Mechanistic Insights from All-atom Molecular Dynamics Simulations
本文通过全原子分子动力学模拟研究天然类黄酮黄芩素（BCL）对Aβ原纤维的去稳定化机制，发现BCL通过竞争疏水接触、破坏盐桥和氢键降低原纤维结构稳定性，表明其可作为治疗阿尔茨海默病的潜在药物。
2024-06-07 cond-mat.soft
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
Polyelectrolyte adsorption at the solid-liquid interface favors receding contact line instability
Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
研究通过高速高分辨率显微镜观察滑动滴液的退缩接触线动态，揭示粘弹性对退缩接触线不稳定性的影响，发现聚合物电荷对丝状物形成有关键作用。
2026-04-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hydrophobic hydration driven self-assembly of Curcumin in water: Similarities to nucleation and growth under large metastability, and an analysis of water dynamics at heterogeneous surfaces
由于姜黄素的有益作用经常被报道限于其小浓度，我们进行了一项研究，通过改变单体的数量来发现姜黄素在水中的聚集特性。我们的分子动力学模拟结果表明，当我们改变姜黄素单体的数量从4到16单体的平衡结构总是一个显着的结构重排的聚集态。我们发现姜黄素单体以非常明确的模式形成簇，其中它们倾向于以苯环的平行和反平行取向聚集，这通常见于蛋白质中β-折叠的形成。随着系统大小从12个增加到16个姜黄素单体，观察到平行排列的群体有相当大的增强。由于大系统尺寸的这种平行排列的普遍性，形成具有最大数量的疏水接触的更紧密堆积的簇。我们还遵循集群增长的途径，特别是从最初的隔离到最终的聚集状态的过渡。我们发现存在一个亚稳态的结构中间体，涉及一些中等大小的集群分散在解决方案中。聚集过程与高度亚稳态下的成核和生长过程相似。最终的聚集形式保持稳定，从其隔离的疏水核中完全排除水。我们还调查了集群表面附近的水结构以及它们的取向。我们发现，水分子形成一个扭曲的四面体的几何形状在第一溶剂化层的簇，强烈的相互作用与亲水基团在姜黄素的表面。姜黄素簇表面附近的这种准结合水分子的动力学比本体慢得多，这表明在蛋白质水化层中经常发现的受限运动。
2014-06-20 cond-mat.soft physics.bio-ph 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
Lattice study of a Janus interface
疏水板和亲水板（Janus界面）之间的水的格子气模拟显示，与疏水板接触的液胞数量波动很大，功率谱与Zhang、Zhu和Granick发现的实验结果相似[X. Y. Zhang， Y. X. zhu和S. Granick，Science 295，663（2002）]中描述的方法来测量Janus系统中的粘性响应。对液-气界面的空间傅立叶模式的研究表明，长度尺度在大约1.5和20 nm之间的界面波动导致了模拟中观察到的效应。
2003-09-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generic folding and transition hierarchies for surface adsorption of hydrophobic-polar lattice model proteins
采用Wang-Landau采样方法研究了疏水极性晶格蛋白与吸引表面相互作用的热力学行为和结构性质。三个基准HP序列（48聚体、67聚体和103聚体）被认为具有不同类型的表面，其中每一个分别吸引所有单体、仅疏水（H）单体或仅极性（P）单体。折叠行为的多样性依赖于表面强度进行了讨论。分析各种结构可观测量的组合模式，例如，表面接触的数量的导数，连同比热，我们能够识别折叠和过渡层次的一般类别。我们还推断出这些过渡类别和相对表面强度之间的联系，即，H单体间的表面吸引力与链间吸引力之比。我们提出的分类方案的有效性加强了额外的基准序列的分析。因此，我们认为，折叠层次结构和识别方案是通用的HP蛋白与有吸引力的表面相互作用，无论链长，序列，或表面吸引力。
2013-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-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
Diffusive Dynamics of Water inside Hydrophobic Carbon Micropores Studied by Neutron Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulation
当水分子被限制在纳米尺度的空间中时，例如在活性碳纤维（ACF）的纳米尺寸孔中，它们的凝固点被抑制到非常低的温度（$\sim$ 150 K），导致具有显著物理性质的亚稳态液体状态。我们研究了水在微孔Kynol \texttrademark ACF-10（平均孔径$\sim$ 11.6 μ m，主要是狭缝状孔）中从温度$T=$ 280 K的稳定液态到$T=$ 230 K进入亚稳过冷相的环境压力扩散动力学。所观察到的特征弛豫时间和扩散系数被发现分别高于和低于散装水，表明随着温度的降低，水的流动性减慢。所观察到的温度依赖性的平均弛豫时间$<τ>$相比，以前的研究结果表明，它是封闭孔的大小-而不是它们的形状-主要影响水的动态孔径大于10微米。将实验观察结果与模型系统的互补分子动力学模拟进行比较，在该模型系统中，我们研究了两个平行石墨烯片的11.6 μ m间隙内的水扩散。我们发现，在低动量转移$Q$（$Q\le 0.9$弛豫${^{-1}}$）的观察到的和计算的弛豫时间之间一般是一个合理的协议。然而，在高$Q$时，局部动力学变得相关，这种理想系统不能令人满意地再现测量。当使用代表性拉伸指数函数而不是标准双峰指数模型来参数化自相关函数$I(Q,t)$时，获得与氢位点相关的扩散参数$D$的最佳一致性。
2014-12-15 cond-mat.soft
A pushing-pulling captive bubble method for repeatable measurement of dynamic contact angles underwater
The University of Osaka（大阪大学）
本文提出一种推动-拉拽封闭气泡方法，用于水下稳定测量动态接触角，通过控制垂直运动实现气泡与表面的稳定接触，提高了测量精度和可重复性，尤其适用于微结构表面的测量。
2026-09-11 cond-mat.soft
Specific Adhesion of Peptides on Semiconductor Surfaces in Experiment and Simulation
我们报告的自组装，集群，和构象阶段的肽在无机半导体表面。肽覆盖的表面分数可以相差25倍，主要取决于表面和肽的极性。低粘附性诱导大且软的簇，其也具有与表面的高接触角。肽分子的直接表面粘附与形成提供总体减少的表面接触的分子聚集体竞争。模拟一个简单的混合模型产生一个伪相图与丰富的，温度和溶剂质量依赖的各种亚相，这是特定于所考虑的基板的疏水性和极性。
2007-10-24 cond-mat.soft
Heat Capacity Effects Associated with the Hydrophobic Hydration and Interaction of Simple Solutes: A Detailed Structural and Energetical Analysis Based on MD Simulations
我们研究了SPCE和TIP 5 P水模型，以研究与氙粒子的疏水水合和相互作用相关的热容效应。我们采用Widom粒子插入技术计算氙的过剩化学势。溶剂化焓和过剩热容量从化学势的温度依赖性获得，或者直接通过埃瓦尔德求和以及基于反应场的方法获得。所有三种不同的方法都提供了一致的结果。反应场方法允许将各个组分的溶剂化热容量分离成溶质/溶剂和溶剂/溶剂部分，揭示溶剂/溶剂部分作为主要贡献。在不同间隔处围绕一对氙粒子的水分子的热容量的详细空间分析揭示，在两个氙原子之间的二等分平面中的水分子的热容量的增强是在去溶剂化势垒处观察到的热容量的最大值的原因，最近由Shimizu和Chan报道（{ \em J. Am. Chem. Soc.}，{ \bf 123}，2083- 2084（2001））。在联合氙-氙水化壳的凹部中的水的热容量增大了约60%，这是随着温度的升高而增强的氢键和增强的氢键断裂的反作用的结果。两种模型在氙-氙接触状态下热容的差异归因于水模型体热容的不同，以及疏水颗粒引入的结构效应在空间上的不同延伸。讨论了联合氙-氙水化壳层中水的不同状态之间的相似性和拉伸水的性质。
2004-02-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Nanodroplets Impacting on Graphene
石墨烯的独特和显着的特性可以作为广泛应用的基础。然而，尽管经过多年的研究，仍有一些重要的石墨烯特性尚未完全了解，例如其润湿性。关于石墨烯究竟是疏水性还是亲水性的报道结果存在争议。为了解决这个问题，我们进行了经典的分子动力学模拟的水纳米液滴对石墨烯表面射击。我们的研究结果表明，纳米液滴和石墨烯表面之间的接触角值取决于初始液滴速度值，这些角度可以从86度（疏水）到35度（亲水）。我们的初步结果表明，石墨烯的润湿性可以依赖于扩散液体动力学，这可以解释一些文献中报道的明显的不一致。
2016-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Pathways to dewetting in hydrophobic confinement
液态水在疏水限制下相对于其蒸汽可以变得亚稳态。由此产生的去湿过渡往往阻碍了大的动力学障碍。根据宏观理论，这样的屏障来自于使跨越两个疏水表面之间的区域的临界蒸气管成核所需的自由能-具有较小半径的管塌陷，而较大半径的管生长以干燥整个受限区域。使用广泛的分子模拟水之间的两个纳米级的疏水表面，结合先进的采样技术，在这里，我们表明，表面间的分离，vanically有利于去湿，去湿的障碍不对应于形成（经典）的临界蒸汽管。相反，它对应于一个突然的过渡，从一个孤立的空腔附近的一个限制表面的间隙跨越蒸汽管已经大于宏观理论预期的临界蒸汽管。相应地，去湿势垒也小于经典的预期。我们发现，水密度波动的特殊性质邻近扩展疏水表面-即，观察低密度波动相对于高斯统计的可能性增强-促进这种非经典行为。通过稳定相对于蒸汽管的隔离腔，增强的水密度波动从而稳定新的路径，其绕过经典障碍并提供减小的抗去湿性。因此，我们的研究结果表明，波动在加速从超疏水表面上的Cassie-Wenzel转换到疏水驱动的生物分子折叠和组装的众多现象的动力学方面起着关键作用。
2015-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
A liquid contact line receding on a soft gel surface : dip-coating geometry investigation
研究了疏水软凝胶（SBS-石蜡）上液体接触线后退的动力学。为了实现具有精确速度控制的良好限定的几何形状，实施浸涂设置。如果弹性模量足够小，则在接触线附近发生显著的变形，这又极大地影响润湿行为。根据基板的平移速度，接触线表现出不同的运动状态。在高速和低速下观察到连续运动，同时在中等速度下出现两种类型的粘滑运动，周期性和不稳定性。我们认为观察到的跃迁可以用不同频率之间的竞争来解释，即，由接触线运动引起的应变场变化的频率和凝胶的交叉频率与材料松弛有关。我们的研究结果提供了系统的意见，如何修改的液体的润湿的流变性质的复杂的软基板。
2015-11-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Soft electrowetting
电润湿是一种常用的工具来操纵疏水表面上的固着液滴。通过在液体和电介质涂覆的表面上施加外部电压，可以实现宏观接触角的减小以增加电压。静电力都在接触线附近以固体电介质层的厚度的量级发挥作用。在这里，我们探讨的情况下，电介质是一个软弹性层，其弹性变形的静电和毛细作用力的影响下。通过测量静态和动态接触角来量化润湿行为，辅之以共聚焦显微镜来揭示弹性形变。尽管接触线附近的力学非常复杂，但宏观的接触角可以根据杨-李普曼的精神从整体守恒定律中理解。关键的发现是，虽然弹性对静态电润湿角没有影响，但基板的粘弹性完全决定了电润湿的扩散动力学。
2019-04-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Can one predict a drop contact angle?
由于疏水和亲水表面的多方面技术应用，润湿现象的研究引起了极大的兴趣。由Wenzel以及后来由Cassie和Baxter提出的描述水滴在粗糙固体上的行为的理论方法被广泛使用并改进以表征水滴的表观接触角。然而，这些模型中隐含的平衡假设意味着，由于通常发生在异质表面上的强可折叠性，它们并不总是预测实验接触角。因此，迫切需要一种接触角的预测方案，以通过接触角测量来测量表面，并设计具有所需性质的超疏水和疏油表面，接触角滞后。本文采用蒙特卡罗模拟和弦方法相结合的方法计算了液滴在柱撑表面上沉积的自由能分布。对于分析的表面，我们表明，只有一个最小的自由能对应于超疏水润湿状态，而湿状态可以呈现多个极小值。此外，当表面粗糙度降低时，在自由能分布中观察到的局部最小值的量增加。
2021-09-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanisms in Slide Electrification of Liquid and Frozen Drops on Hydrophobic Surfaces
Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）
研究液态和冻态液滴在疏水表面滑动电荷的机制，发现极性液体在低温下仍积累显著电荷，而非极性液体电荷较低，表明可能涉及电子转移机制。
2026-07-02 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Effect of self-affine fractal characteristics of surfaces on wetting
研究了液滴的接触角与自仿射固体表面形态参数之间的关系。实验表明，固体表面的润湿性与表面形态参数密切相关，这些参数包括：（1）均方根粗糙度$σ$，（2）面内粗糙度相关长度$ξ$和（3）自仿射表面的粗糙度指数$α$.我们已经表明，接触角单调减小的均方根局部表面斜率$ρ$（$\propto σ/ξ^α$）的情况下，其中液体润湿的裂缝接触的表面。我们已经表明，相同的固体表面可以通过仅仅调整这些自仿射表面形态参数疏水或亲水。
2009-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Water cavitation results from the kinetic competition of bulk, surface and surface-defect nucleation events
Laboratory of Computational Science and Modeling, IMX, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院计算科学与建模实验室）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究探讨了水在负压下在不同系统中通过体积、表面和表面缺陷成核路径的空化行为，揭示了表面和缺陷机制对亚稳态系统成核的重要性。
2024-12-17 cond-mat.soft physics.chem-ph
Early bloodmaterial interfacial events and capillary transport on nanoparticle modified nanofibers
Aix Marseille Univ, CNRS, LP3（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，粒子与系统实验室）；CIRIMAT, Université de Toulouse/INP/CNRS（Toulouse 大学/国立高等理工学院，法国国家科学研究中心，材料化学研究与应用中心）；Aix Marseille Univ, CNRS, CINaM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，纳米材料化学中心）；IBMM, Université de Montpellier, CNRS, ENSCM（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心，国立高等化学学院，分子科学研究所）
研究通过在纳米纤维表面修饰氧化壳硅纳米颗粒，提升其血液接触性能，实现毛细血管运输的高效润湿与相分离。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
