Dynamic contact angles and hysteresis under electrowetting-on-dielectric.
Dynamic contact angles and hysteresis under electrowetting-on-dielectric.
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DOI：
10.1021/la2018083
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发表时间：
2011-08-16
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kim CJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nelson WC;Sen P;Kim CJ
通过设计和实施一种新的实验方法，我们测量了动态前进和后退接触角和电润湿下的液滴的电滞后（EWOD）。在宽范围的EWOD电压或电润湿数（0 ≤ Ew ≤ 0.9）和液滴滑动速度或毛细管数（1.4×10-5 ≤ Ca ≤ 6.9×10-3）下获得测量结果。如果Ew或Ca低，则动态接触角滞后不受EWOD电压或滑动速度的太大影响，即，当Ca < 10-3时，随着滑动速度的增加，滞后增加不到50%。然而，如果Ew和Ca都很高，则滞后随着EWOD电压或滑动速度而增加。在Ew>0.4时观察到粘滑振荡。用简化的流体动力学（Cox-Voinov）和分子动力学理论（MKT）模型解释数据; Cox-Voinov模型捕获数据的趋势，但产生不合理的拟合参数。与前进接触线相关的MKT拟合参数是合理的，但缺乏对称性表明需要更复杂的模型。
By designing and implementing a new experimental method, we have measured the dynamic advancing and receding contact angles and the resulting hysteresis of droplets under electrowetting-on-dielectric (EWOD). Measurements were obtained over wide ranges of applied EWOD voltages, or electrowetting numbers (0 ≤ Ew ≤ 0.9), and droplet sliding speeds, or capillary numbers (1.4×10-5 ≤ Ca ≤ 6.9×10-3). If Ew or Ca is low, dynamic contact angle hysteresis is not affected much by the EWOD voltage or the sliding speed, i.e., the hysteresis increases by less than 50% with a two order-of-magnitude increase in sliding speed when Ca < 10-3. If both Ew and Ca are high, however, the hysteresis increases with either the EWOD voltage or the sliding speed. Stick-slip oscillations were observed at Ew>0.4. Data are interpreted with simplified hydrodynamic (Cox-Voinov) and molecular-kinetic theory (MKT) models; the Cox-Voinov model captures the trend of the data, but yields unreasonable fitting parameters. MKT fitting parameters associated with the advancing contact line are reasonable, but a lack of symmetry indicates that a more intricate model is required.
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