沖洗著淤泥,顯微鏡下超疏水材料的表面結構很粗糙,包上有包。不只是荷花上有,昆蟲的足上也有比如水黽,蚊子都能在水上行走而不劃破水面這就是因為其上面的超疏水材料。超疏水材料有很大的發展前景:首先,可以自行清潔需要乾淨的地方;還可以放在金屬表面防止水的腐蝕生鏽;第三,基於對昆蟲的研究我們還可以使水上飛行成為可能,在船的表面加上超疏水膜減小阻力節省能源。有水就有油,超疏油的存在可以用於石油的分離,減少原油損失,而且可以用於石油輸送管道,使石油最大限度的使用,此外還可以放在排風扇表面,保持其潔淨。
在表面防腐等技術研究中,不可避免的面臨對錶面的溼潤性的研究,而固體表面的潤溼效能由化學組成和微觀結構共同決定∶(1)表面幾何結構有重要影響:具有微細粗糙結構的表面可以有效的提高疏(親)水錶面的疏(親)水效能。(2)化學組成結構是內因:低表面自由能物質如含矽、含氟可以得到疏水的效果。研究表明,光滑固體表面接觸角最大為120°左右。
這裡,涉及到接觸角θ的概念,當 θ>90°時表現為疏水性質,θ<90°時表現為親水性質。θ<5°的表面稱之為超親水性表面;θ>150°的表面稱之為超疏水性表面。那麼,我們如何透過ms實現對接觸角的計算呢?這就需要perl指令碼的幫助。下面將分享接觸角計算指令碼。
首先第一步是構建符合我們實驗要求的結構,如下結構:
可以看出,我們的結構包含液相層和固相層,我們也就是要研究油滴在固相層上的接觸情況,在經過動力學計算之後,我們獲得了體系的運動軌跡檔案。下圖是接觸過程的快照:
我們透過動力學得到體系的運動軌跡檔案之後,再利用如下指令碼,對液滴和表面進行設定,採用圓切法即可得到接觸角的變化。
在提取出隨時間變化的接觸角資料之後,我們可以使用繪圖軟體,對資料進行繪圖。可以看出,在該算例中。接觸角穩定在140度,屬於疏水材料。
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