断続的な接触線運動下での微視的界面揺動に基づいた動的接触角決定機構の解明

间歇接触线运动下基于微观界面波动的动态接触角确定机制的阐明

基本信息

批准号：
21K03864
负责人：
伊藤高啓
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03864/
关键词：
接触線接触角分子動力学３次元測定濡れ性界面

项目摘要

２０２２年度も３次元の界面形状測定と分子動力学解析を進めた．3次元の界面形状測定では，鉛直固体面を滑落する液滴を対象として，接触線の運動や界面変形の測定を行った．固体面にはガラスおよびアクリル板を用いた．ガラスの場合は液滴後方に必ず液膜が形成されたが，アクリルの場合は流量や試液の種類に依存して，液膜形成がなされる場合と単独の液滴での滑落とに分かれた．界面形状の測定データから，力学的なバランスについての評価を行い，液膜形成に関する条件を明確にした．また，動的接触角は接触線の直行方向の進行速度を接触線速度とみなすことで，おおむね一つの曲線上に全周のデータが集約された．また，速度との関係はHoffman-Voinov-Coxの式でよくフィッティングされた．分子動力学解析は2021年度に導入を進めたOPLS-AAモデルを用いて，流体力学的に有用な知見を得るのに十分な統計性を持つ結果を得ることができた．計算は当初計画通り，Couette流れ体系を用いて行った．その結果．自己組織化単分子膜上のエチレングリコールの微視的・動的接触角の接触線速度に対する変化はおおむねレナードジョーンズ流体での計算と同オーダーであることがわかった．一方，接触線速度を大きくした場合は，接触線近傍の粘性湾曲が大きくなり，これが微視的接触角にも影響を与えていることを示唆する結果が得られた．また，固液相のみからなるCouette体系でも計算を行った結果，一定のせん断速度を超えると固液界面における滑りが急速に大きくなることも明らかとなった．

在2022财年，我们进行了三维界面形状测量和分子动力学分析。在三维界面形状测量中，测量了接触线和界面变形的运动，用于在垂直固体表面滑动的液滴。玻璃和丙烯酸板用于固体表面。在玻璃的情况下，总是在液滴后面形成液体膜，但在丙烯酸的情况下，取决于流速和测试溶液的类型，将其分为形成液体膜的情况，以及单滴被单滴下滑时。根据界面形状的测量数据，评估了机械平衡，并阐明了有关液体膜形成的条件。此外，动态接触角是接触线速度沿正交方向行驶的接触线的速度，整个周长的数据通常是在曲线上收集的。此外，使用Hoffman-Voinov-Cox方程式，与速度的关系非常合适。使用2021财年引入的OPLS-AA模型，使用分子动力学分析来获得具有足够统计性的结果以获得有用的水动力学发现。按原计划使用COUETTE流系统进行计算。结果。已经发现，在自组装单层上，乙二醇与接触线性速度的微观和动态接触角的变化通常与伦纳德·琼斯流体的计算相同的顺序。另一方面，当接触线速度增加时，接触线附近的粘性曲率增加，这表明这也会影响微观接触角。此外，在仅由固定相组成的COUETTE系统上进行了计算，并且发现如果某个剪切速率超过一定的剪切速率，则在固液界面处的滑动迅速增加。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

液中から引き上げられる垂直平板に付着するメニスカス内流れの観察

观察连接到从液体中拉起的垂直平板的弯液面内的流动

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
遠藤円;鈴木康祐;吉野正人;大西芳，伊藤高啓，脇本辰郎，加藤健司
通讯作者：
大西芳，伊藤高啓，脇本辰郎，加藤健司

壁面上の欠陥を通過する接触線の動的ぬれ挙動

穿过墙壁缺陷的接触线的动态润湿行为

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryoma Honda;Hiroki Suzuki;Shinsuke Mochizuki;加藤健司，脇本辰郎，伊藤高啓
通讯作者：
加藤健司，脇本辰郎，伊藤高啓

鉛直平板表面を滑落する液滴変形特性の実験的解明

液滴沿垂直平板表面滑落变形特性的实验阐明

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
安藤颯真，近藤恭佑，菱田　光;伊藤高啓，辻　義之
通讯作者：
伊藤高啓，辻　義之

Theoretical investigation of droplet splitting due to electrowetting on dielectric in a Hele-Shaw cell

DOI：
10.1063/5.0095846
发表时间：
2022-06
期刊：
Physics of Fluids
影响因子：
4.6
作者：
K. Katoh;T. Wakimoto;T. Ito;Jyobu Matsuura
通讯作者：
K. Katoh;T. Wakimoto;T. Ito;Jyobu Matsuura

Observation of water droplet motion in a shear flow

剪切流中水滴运动的观察

DOI：
10.1016/j.expthermflusci.2022.110775
发表时间：
2023
期刊：
Exp. Thermal Fluids Sci.
影响因子：
0
作者：
Jiawen Zhang;Takaya Sato;Takeshi Ooyama;Keiji Koumura;Takahiro Ito;Yoshiyuki Tsuji
通讯作者：
Yoshiyuki Tsuji