Elastic wetting: Substrate-supported droplets confined by soft elastic membranes

润湿 弹性(物理) 材料科学 表面张力 拉普拉斯压力 机械 气泡 非线性系统 张力(地质) 复合材料 热力学 物理 化学 极限抗拉强度 量子力学 生物化学
作者
Yifan Rao,Shutao Qiao,Zhaohe Dai,Nanshu Lu
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier BV]
卷期号:151: 104399-104399 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2021.104399
摘要

While classical wetting is well captured by the famous Young's equation and classical bulge and blister models are readily available, there is limited understanding of a micro- or nano-scale droplet being covered by an ultrasoft elastic membrane. We call this phenomenon elastic wetting to feature the interplay between the liquid's surface tension and the membrane's elastic deformation. Examples of elastic wetting include cell blebs and 2D material bubbles, where the membrane thickness ranges from microns to sub-nanometers. In this work, we study the equilibrium of elastic wetting and solve for the profiles and the pressure-volume relations of the membrane-confined droplets. We show that in elastic wetting, the pressure across the membrane/droplet interface can be described by a simple superposition of the Young-Laplace equation and the nonlinear membrane equation. Furthermore, nonlinear elasticity, geometric nonlinearity, and surface tension, together with membrane-substrate adhesion, interweave at the contact line, leading to rich membrane-confined droplet configurations. Finally, we examine the effect of substrate compliance on elastic wetting and find that the rigid substrate assumption approximates well for most of the existing experiments in the literature. Our results provide fundamental mechanistic insights into the various phenomena of elastic wetting as well as viable means to extract physical parameters including the bubble pressure and the interface energies.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
神勇的又槐完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI6.2应助小米椒采纳,获得10
1秒前
free2030完成签到,获得积分10
1秒前
财神爷的小宝贝完成签到,获得积分0
1秒前
啊吼吼完成签到,获得积分10
2秒前
顺其自然发布了新的文献求助10
2秒前
wenxian完成签到,获得积分10
2秒前
科目三应助许珍乐采纳,获得10
3秒前
lllsy发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
完美世界应助木木采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
云霓完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
吃一片吐司完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
我是老大应助aumppae采纳,获得10
7秒前
kakukaeen完成签到,获得积分10
7秒前
cqk123应助大道采纳,获得10
7秒前
怕孤单的平卉完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
慕青应助琳666采纳,获得10
7秒前
安安发布了新的文献求助10
8秒前
随风完成签到,获得积分10
8秒前
1900tdlemon发布了新的文献求助10
9秒前
西瓜发布了新的文献求助10
10秒前
勤奋问寒发布了新的文献求助10
11秒前
坚强的活着完成签到,获得积分10
11秒前
周周发布了新的文献求助10
11秒前
sxp1031发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
一支欣母沛完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
张粒粒关注了科研通微信公众号
14秒前
15秒前
Orange应助怕孤单的冰萍采纳,获得10
17秒前
牛牛发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Lengua e imagen en la comunicación digital 500
A First Course in Options Pricing Theory 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7479028
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9072630
关于积分的说明 19345707
捐赠科研通 7096225
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3246952
关于科研通互助平台的介绍 2416202
邀请新用户注册赠送积分活动 2232326