Surface structure determines dynamic wetting.
Surface structure determines dynamic wetting.
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DOI：
10.1038/srep08474
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发表时间：
2015-02-16
影响因子：
4.6
通讯作者：
Shiomi J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang J;Do-Quang M;Cannon JJ;Yue F;Suzuki Y;Amberg G;Shiomi J
表面的液体润湿在自然界中是普遍存在的，并且近年来微制造和组装技术的进步提供了越来越多的控制这种现象的能力。在这里，我们确定表面粗糙度如何影响初始的动态传播的部分润湿液滴通过研究的传播与微结构图案化的固体基板上只有几个微米的大小。我们发现，粗糙度的影响可以量化的线摩擦系数的能量耗散率在接触线，这可以描述在一个简单的公式中的几何参数的粗糙度和线摩擦系数的平面表面。我们进一步确定了一个标准来预测，如果蔓延将由这个表面粗糙度或液体惯性控制。我们的研究结果指出，有选择地控制润湿行为的工程表面结构的可能性。
Liquid wetting of a surface is omnipresent in nature and the advance of micro-fabrication and assembly techniques in recent years offers increasing ability to control this phenomenon. Here, we identify how surface roughness influences the initial dynamic spreading of a partially wetting droplet by studying the spreading on a solid substrate patterned with microstructures just a few micrometers in size. We reveal that the roughness influence can be quantified in terms of a line friction coefficient for the energy dissipation rate at the contact line, and that this can be described in a simple formula in terms of the geometrical parameters of the roughness and the line-friction coefficient of the planar surface. We further identify a criterion to predict if the spreading will be controlled by this surface roughness or by liquid inertia. Our results point to the possibility of selectively controlling the wetting behavior by engineering the surface structure.
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