Theory of Liquid Film Growth and Wetting Instabilities on Graphene.
Theory of Liquid Film Growth and Wetting Instabilities on Graphene.
复制标题
石墨烯液膜生长和润湿不稳定性理论
DOI：
10.1103/physrevlett.120.236802
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发表时间：
2018
影响因子：
8.6
通讯作者：
Valeri N. Kotov
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sanghita Sengupta;Nathan S. Nichols;Adrian Del Maestro;Valeri N. Kotov
我们研究润湿现象附近的石墨烯在Dzyaloshinskiii-Lifshitz-Pitaevskii理论的轻气体的氢，氦，氮在三种不同的几何形状，其中石墨烯是贴在绝缘基板，淹没或悬浮。我们发现，石墨烯的存在下有一个显着的效果，在所有的配置。当放置在基底上时，石墨烯的极化性可以将表面附近的总货车范德华力的强度增加2倍，从而增强润湿倾向。在二维材料特有的悬浮几何形状中，其中石墨烯能够仅在一侧润湿，液体膜生长在临界厚度处停止，这可能触发表面不稳定性和类似于旋节线去润湿的图案形成。介观临界膜的存在与可调的厚度提供了一个平台的连续润湿过渡的研究，以及定制的液体涂层的工程。这些现象对某些机械变形是鲁棒的，并且也普遍存在于掺杂的石墨烯和其他二维材料中，例如单层二硫属化物。
We investigate wetting phenomena near graphene within the Dzyaloshinskii-Lifshitz-Pitaevskii theory for light gases of hydrogen, helium, and nitrogen in three different geometries where graphene is either affixed to an insulating substrate, submerged or suspended. We find that the presence of graphene has a significant effect in all configurations. When placed on a substrate, the polarizability of graphene can increase the strength of the total van der Waals force by a factor of 2 near the surface, enhancing the propensity towards wetting. In a suspended geometry unique to two-dimensional materials, where graphene is able to wet on only one side, liquid film growth becomes arrested at a critical thickness, which may trigger surface instabilities and pattern formation analogous to spinodal dewetting. The existence of a mesoscopic critical film with a tunable thickness provides a platform for the study of a continuous wetting transition, as well as the engineering of custom liquid coatings. These phenomena are robust to some mechanical deformations and are also universally present in doped graphene and other two-dimensional materials, such as monolayer dichalcogenides.
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DOI：
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