Effect of Solid–Liquid Interactions on Substrate Wettability and Dynamic Spreading of Nanodroplets: A Molecular Dynamics Study

润湿 基质(水族馆) 化学物理 分子动力学 材料科学 半径 接触角 固体表面 纳米技术 化学工程 复合材料 化学 计算化学 工程类 地质学 海洋学 计算机科学 计算机安全
作者
A Hubao,Zhibing Yang,Ran Hu,Yi‐Feng Chen,Lei Yang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:124 (42): 23260-23269 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c07919
摘要

Solid–liquid interaction plays a key role in substrate wettability and spreading dynamics of liquid droplets. Yet, how the solid–liquid interaction controls wettability and the spreading process is still not fully understood. Here, we employ molecular dynamics simulations to study water nanodroplet spreading on a flat substrate under a wide range of solid–liquid interaction strengths by varying the collision diameter and depth of the potential well in 12-6 Leonard-Jones potentials between water molecules and substrate atoms. We find that the substrate transitions from hydrophobic to hydrophilic with increasing solid–liquid interaction strength. We show that the cosine of the equilibrium contact angle increases linearly with the interaction strength below a critical value, beyond which the liquid spreads completely with a precursor film (PF) and a spreading radius (including both the bulk liquid and the PF) growing roughly as R ∼ t1/3.5. We also observe that an overlarge solid–liquid interaction strength hinders the growth of spreading radius R after obvious PFs with a thickness of one or two water molecules form on the substrate. We demonstrate that spreading phenomena are associated with the landscape of potential fields controlled by the solid–liquid interaction parameters. These new findings provide an improved understanding of spreading processes at the molecular scale.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
3秒前
木木应助qiqi采纳,获得10
3秒前
3秒前
girl发布了新的文献求助10
4秒前
8秒前
xuxu发布了新的文献求助10
8秒前
丘比特应助kaka采纳,获得10
10秒前
jszhoucl发布了新的文献求助10
11秒前
大头完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
奥特曼关注了科研通微信公众号
15秒前
YYJ发布了新的文献求助10
15秒前
Ren应助girl采纳,获得10
15秒前
留胡子的紫槐完成签到,获得积分10
17秒前
顾矜应助好想走到伯纳乌采纳,获得10
18秒前
19秒前
Skuld发布了新的文献求助10
20秒前
欧维完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
LJ完成签到 ,获得积分10
25秒前
代码小白发布了新的文献求助10
25秒前
不回首发布了新的文献求助10
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
28秒前
奥特曼发布了新的文献求助10
29秒前
Mandy发布了新的文献求助10
29秒前
张菁完成签到,获得积分10
30秒前
寻悦完成签到,获得积分10
31秒前
薄荷惠完成签到,获得积分10
33秒前
木木应助魁梧的向薇采纳,获得10
39秒前
ding应助寒冷的咖啡采纳,获得10
39秒前
阿钉完成签到,获得积分10
41秒前
45秒前
研友_VZG7GZ应助刘浩营采纳,获得10
45秒前
46秒前
传奇3应助@@@采纳,获得10
46秒前
49秒前
flameWei发布了新的文献求助10
49秒前
52秒前
科研通AI2S应助水流众生采纳,获得10
52秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3988975
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531316
关于积分的说明 11253424
捐赠科研通 3269917
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804830
邀请新用户注册赠送积分活动 882063
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809068