Wetting Ridge Growth Dynamics on Textured Lubricant-Infused Surfaces
Zrozumienie oddziaływań między kroplą a powierzchnią ma szerokie znaczenie dla mikro mechaniki płynów oraz układów typu lab-on-a-chip. W odróżnieniu od kropli spoczywających na klasycznych, teksturowanych powierzchniach superhydrofobowych wypełnionych powietrzem, kroplom wody na nowoczesnych powierzchniach impregnowanych środkiem smarnym SLIPS/LIS towarzyszy osiowosymetryczny, pierścieniowy wał zwilżający, którego pochodzenie i charakter nie zostały dotąd jednoznacznie wyjaśnione. Powszechnie uważa się, że kluczową rolę w gromadzeniu oleju smarnego w pobliżu podstawy kropli i formowaniu wału zwilżającego odgrywa nierównowaga sił międzyfazowych działających wzdłuż linii kontaktu. W niniejszej pracy przeprowadzono doświadczalną analizę oraz numeryczne modelowanie wału zwilżającego, opracowując analityczny model geometryczny opisujący jego ustalony kształt, który został zweryfikowany poprzez eksperymenty i symulacje numeryczne, a wyniki tego modelu pokazują, że w stanie ustalonym promień wału zwilżającego jest o około 30% większy od promienia kropli, wysokość wału sięga połowy promienia kropli, jego objętość stanowi około połowy objętości kropli, a kształt wału nie zależy od lepkości oleju użytego do impregnacji. Uzyskane wnioski znacznie pogłębiają aktualne rozumienie mechanizmów dynamiki wału zwilżającego na powierzchniach typu SLIPS/LIS.
Artykuł:
ACS Applied Materials & Interfaces
Autorzy z PW:
Tomasz Kułakowski
Dyscyplina:
Rok wydania: