Influence of Gravity on the Sliding Angle of Water Drops on Nanopillared Superhydrophobic Surfaces

接触角 下降(电信) 机械 固体表面 材料科学 表面能 马克西玛 重力加速度 分子动力学 万有引力 化学 物理 化学物理 复合材料 经典力学 计算化学 艺术 电信 表演艺术 计算机科学 艺术史
作者
Hao Li,Tianyu Yan,Kristen A. Fichthorn
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:36 (33): 9916-9925 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.0c01597
摘要

Molecular dynamics (MD) simulations were used to study the effects of gravity, solid surface energy, and the fraction of water–solid interface area on the water droplet sliding angles on nanopillared surfaces. To effectively simulate the influence of gravity on drop sliding, we developed a protocol in which we scale the value of gravitational acceleration used in our simulations according to the Bond number (Bo). In this way, we approximate the behavior of drops larger than we can effectively simulate using MD. The sliding angle decreased with an increase in Bo, while it increased with an increase in the liquid–solid surface interaction. The sliding angles exhibit a minimum with an increase in the fraction of water–solid interface area, due to meniscus formation at high fractions. Trends predicted by our model are in agreement with experiment. Using our model, we investigated the mechanisms of droplet movement along nanopillared surfaces. Depending on the pinning state of the droplets at equilibrium, either the advancing or the receding contact angle initiates motion. Moreover, the minimum dynamic advancing and receding contact angles of drops with gravity are close to the static contact angle and the intrinsic contact angle, respectively, while the maxima of both angles are as large as 180°. We find that the drops move through a combination of sliding and rolling, in agreement with experiment. Our studies offer clarity to conflicting experimental reports and present new results awaiting experimental confirmation.

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
nature发布了新的文献求助10
刚刚
cjy完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
动次打次完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Jr完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
学无止境发布了新的文献求助10
1秒前
CoCo完成签到,获得积分10
2秒前
Axs发布了新的文献求助200
3秒前
3秒前
文静入学发布了新的文献求助10
3秒前
周新哲完成签到,获得积分10
4秒前
虚幻蜗牛发布了新的文献求助10
4秒前
星辰大海应助chipmunk采纳,获得10
4秒前
5秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
5秒前
cjy发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
玩命的语蝶完成签到,获得积分10
6秒前
刘壮壮完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
biochm发布了新的文献求助10
9秒前
辛勤大米发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
毛毛毛发布了新的文献求助10
11秒前
十一发布了新的文献求助10
11秒前
学无止境完成签到,获得积分20
12秒前
脑洞疼应助song采纳,获得10
13秒前
打打应助22233采纳,获得10
14秒前
毛毛毛完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
qq完成签到,获得积分10
16秒前
pretty发布了新的文献求助10
17秒前
星辰大海应助科研小白采纳,获得10
17秒前
olive驳回了Hello应助
18秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
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 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6011101
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7559327
关于积分的说明 16136201
捐赠科研通 5157911
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762565
邀请新用户注册赠送积分活动 1741231
关于科研通互助平台的介绍 1633582