微结构表面Cassie/Wenzel润湿模式转换机制研究

作者：李小兵

来源：润滑与密封, 2013, 38(11): 30-33.

• 微结构
• 润湿模式
• 转换机制
• 表面能
• 结构参数

粗糙表面固液润湿模式主要有Wenzel、Cassie 2种,Cassie润湿模式有利于微结构表面的超疏水自清洁作用,因而对于超疏水表面需要阻止固液界面从Cassie模式向Wenzel模式转换。探讨Cassie/Wenzel(C/W)润湿模式转换机制以及微结构表面阻止C/W润湿模式转换的条件。研究表明,表面能大小是导致润湿模式转换的决定性要素,要阻止C/W润湿模式转换,应当选择适当的表面微结构几何参数使得Cassie模式的能量比Wenzel模式的低;对于圆柱/方状凹坑、圆柱/方状凸起等单级微观结构表面,可以通过增大凹坑深度比/凸起高度比或者减小凹坑/凸起间距比阻止发生C/W润湿模式转换。而凹坑微观结构有利于防止C/W润湿模式转换,更适合制备超疏水表面。

• 单位
  南昌大学机电工程学院