Morphology of gas cavities on patterned hydrophobic surfaces under reduced pressure
Morphology of gas cavities on patterned hydrophobic surfaces under reduced pressure
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减压下图案化疏水表面上气腔的形态
DOI：
10.1063/1.4931674
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发表时间：
2015-09
影响因子：
4.6
通讯作者：
Duan, H. L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Y.;Shi, Y. P.;Lin, H.;Duan, H. L.
捕获在结构疏水表面的气腔在实现超疏水性、减阻和表面清洁等功能方面发挥着重要作用。空腔的形态表现出对系统参数的强烈依赖，这些参数会影响这些表面的性能。在这项工作中，提出了一个完整的理论分析，以预测在降低液体压力下，在浸没的疏水表面上的圆柱形孔隙形态变化。得到了5个不同阶段的平衡解，即(I)钉住衰退，（II）钉住衰退，（III） Cassie-Baxter, （IV）扩张和(V)聚并；并对其稳定性进行了分析。一个相图被开发出来，概述了关于气体量和液体压力的不同制度。重要的是，相（IV）表现出复杂的稳定性行为，导致两种可能的聚结途径，从而形成两种不同的空化机制。因此，阈值压力…
Gas cavities trapped on structured hydrophobic surfaces play important roles in realizing functionalities such as superhydrophobicity, drag reduction, and surface cleaning. The morphology of the cavities exhibits strong dependence on system parameters which impact the performance of these surfaces. In this work, a complete theoretical analysis is presented to predict cavity morphological change under reduced liquid pressure, on a submerged hydrophobic surface patterned with cylindrical pores. Equilibrium solutions are derived for five different phases, namely, (I) pinned recession, (II) depinned recession, (III) Cassie-Baxter, (IV) expansion, and (V) coalescence; their stabilities are also analyzed. A phase map is developed outlining the different regimes with respect to the gas amount and liquid pressure. Importantly, phase (IV) exhibits a complex stability behavior that leads to two possible routes to coalescence, which lends two different mechanisms of cavitation. Accordingly, the threshold pressure fo...
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