液滴滞后阻力研究：亲/疏水表面的接触角滞后分析

"亲/疏水表面上液滴接触角滞后的研究---Ⅰ液滴滞后阻力" 液滴接触角滞后是表面科学和材料科学中的一个重要课题，尤其在湿润性、清洁度控制以及微纳米尺度的传质过程中具有显著的影响。接触角是液体在固体表面形成三相接触点时，固-液-气界面之间的几何关系，它反映了固体表面的亲水或疏水性质。接触角滞后是指当液滴在固体表面移动时，前进接触角和后退接触角之间的差异，这种现象与液滴内部的动态平衡和表面能分布有关。 该研究由秦亮和刘天庆等人进行，他们关注的是液滴滞后阻力的分析和计算，这是理解接触角滞后现象的关键。滞后阻力是阻碍液滴在表面自由移动的力，它涉及到液体与固体表面间的相互作用，包括粘附力和铺展力。粘附力是由于液滴与固体表面之间的相互吸引力而产生的，而铺展力则是液体内部的表面张力导致的。 在亲水表面上，液滴通常有较大的接触角，滞后阻力主要与液滴在表面展开时所做的功（铺展功）相关。相反，在疏水表面上，由于更低的粘附性，滞后阻力可能更多地与液滴克服表面排斥力以形成新的固-液接触面积所需的粘附功相关。实验采用高速摄像技术来观察和量化这些动态过程，从而提供滞后阻力的实证数据。 通过实验数据分析，研究者发现滞后阻力与铺展功和粘附功的关联性，揭示了接触角滞后现象的内在机制。这些发现对于深入理解液滴在不同表面的行为，特别是在设计新型材料如自清洁表面、微流控设备或者提高工业过程中的润湿性和传质效率等方面具有重要的理论指导意义。 关键词如“滞后阻力”、“铺展功”和“粘附功”是理解该研究的核心概念。“滞后阻力”是指在接触角滞后过程中阻碍液滴运动的力，“铺展功”涉及液滴表面张力对接触面扩展所做的工作，“粘附功”则与液滴与固体表面的相互作用力相关。这些概念共同构建了描述和解释接触角滞后现象的物理框架。 这篇论文为亲/疏水表面上液滴接触角滞后现象的研究提供了新的实验数据和理论依据，对于推动相关领域的科学研究和技术发展具有积极的促进作用。通过更深入的研究，可以期待在材料科学、化学工程、生物技术和微纳米技术等领域找到新的应用。