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物理学家挑战所接受的智慧，了解液体如何与其他材料的表现方式

时间：2021-08-20 14:52:02 来源：

他们在国家科学院（PNA）的诉讼程序中发表的调查结果，挑战了润湿和干燥阶段行为的公认的智慧。

作者提供了一种坚定的概念框架，用于裁缝新材料的性质，包括寻找超级排斥性底物，例如从挡风玻璃排出水，以及了解生物分子长度等级的疏水相互作用。

当从固体基质中排斥诸如水的液体时，所产生的液滴表现出大的接触角。这被称为疏水状态，如果接触角非常大，则使下降形成近球形。

相反，如果基材充分强烈地吸引液体 - 换句话说，亲水基板 - 这产生了小的接触角，并且下降在表面上展开。

表面是否是疏水性的或亲水性由基材和液体之间的分子吸引程度确定。

控制吸引力是基材润湿性的关键，这决定了有多少物理和生物系统功能。例如，植物叶通常是疏水性的，使它们在雨中保持干燥，使得气体交换可以通过其孔隙发生。然而，需要涂料，油墨和润滑剂等液体来涂抹涂层或“湿”表面。

在前布里斯托尔博士获得的早期见解。学生Maria Stewart博士，Bob Evans教授和奈杰尔教授从物理学学校应用了一些理论和仿真技术，以研究疏水性和亲水基材的性质。

它们发现了丰富的和意外的行为，例如与超疏水基质的“临界干燥”现象相关的佩特密度波动。

埃文斯教授说：“阐明控制液体对固体基质的接触角的因素是物理，化学和材料科学相关的长期科学问题。由于对润湿和干燥阶段过渡的物理学缺乏全面和统一的理解，进展受到阻碍。我们的结果表明，这些过渡的特征敏感地取决于流体流体和衬底流体相互作用和温度的范围。

狂野教授补充说：“我们的工作已经未发现以前未被识别的表面相图，大多数实验和模拟与基板接触的液体的实验性和仿真研究属于。一种特别有趣的特征涉及超疏水基板附近的水，其中一个人观察为180的“临界干燥”的θ现象→。°这是通过佩特密度波动的发出信号，导致富有的结构性能，包括基材附近的蒸汽气泡的分形布置。“

参考：“通过Robert Evans，Maria C. Stewart和Nigel B. Wilding，2019年10月14日，美国国家科学院（PNA）的诉讼程序统一描述了亲水和干燥液体的润湿和干燥过渡。 DOI：
10.1073 / pnas.1913587116

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