| 压力作用下Cassie状态的热力学稳定性 |
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| 引用本文： | 黄建业,王峰会.压力作用下Cassie状态的热力学稳定性[J].科学通报,2014(31). |
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| 作者姓名： | 黄建业 王峰会 |
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| 作者单位： | 西北工业大学工程力学系; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(11372251);西北工业大学研究生创业种子基金(Z2014122)资助 |
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| 摘 要： | 维持Cassie状态在压力作用下的稳定性在超疏水材料的实际应用中极其重要.通过将超疏水界面中的液-气界面部分规范为具有自适应性的曲面,建立了柱状阵列微结构的超疏水界面模型,研究了压力作用下Cassie状态的热力学稳定性.结果表明,由于微凸起结构之间悬挂液面能量的不同,Cassie状态有基态、低能态和高能态3种形式;压力驱动Cassie状态由基态向高能态转变过程中界面能量的升高会形成界面能量势垒,这一能量势垒决定了Cassie状态的热力学稳定性并阻碍Cassie状态向过渡态转变.界面能量势垒由前进接触角和界面中固-液接触面积分数决定,因此低表面能物质、分级结构、较低的固-液接触面积分数均可提高界面能量势垒,维持Cassie状态的稳定性.细化微结构尺寸能够降低Cassie状态的界面自由能,从而避免高能Cassie状态的出现和崩溃.
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| 关 键 词： | 润湿 超疏水 能量势垒 稳定性 Cassie状态 |
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