271.固著納米水滴潤濕行為的分子動力學模擬

1、碩士學位論文固著納米水滴潤濕行為的分子動力學模擬WettingBehaviorsofSessileWaterNanodropletsUsingMolecularDynamicsSimulation學21207049完成日期：2015／06／05大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要微／納機電系統(tǒng)(MEMS／NEMS)的冷卻問題大多與液滴的潤濕行為有關。受自然界中超疏水現(xiàn)象的啟發(fā)，

2、納米粗糙結構對液滴潤濕行為的影響成為仿生學、微機電系統(tǒng)、表面化學、原子物理和納米材料等眾多學科的研究熱點。從理論上講，液滴的潤濕行為可以采用實驗測定和計算機模擬計算等方法確定。對于納米液滴而言，潤濕行為的實驗測定比較困難。計算機技術的迅猛發(fā)展使應用分子動力學模擬技術計算納米液滴的潤濕行為成為可能。本文采用分子動力學模擬(MolecularDynamics，MD)的方法，利用LAMMPS(LargescaleAtomic／Molecula

3、rMassivelyParallelSimulator)軟件模擬光滑壁面及不同形貌的粗糙壁面上納米水滴的潤濕行為，并且對固著納米水滴的接觸角滯后現(xiàn)象作了研究。分子動力學模擬結果表明，隨著壁面作用勢能減小，接觸角線性增大。當壁面作用勢能為1674kJ／mol時，接觸角約為900。隨著溫度的提高，汽液界面厚度逐漸增大。對于疏水壁面，接觸角隨溫度的提高而逐漸增大；對于中性壁面，溫度對接觸角影響不大；對于親水壁面，接觸角隨溫度的提高而逐漸減小。

4、當壁面粗糙度相同時，液滴在欄柵形粗糙壁面與在方柱矩陣形粗糙壁面上的接觸角相差不大。對于疏水壁面，隨著壁面粗糙度增大，當8c釓，以80時，液滴處于不穩(wěn)定的Cassie接觸狀態(tài)；當oc=ow，吼=％時，液滴處于臨界接觸狀態(tài)；30c釓，，otoo時，液滴處于穩(wěn)定的Cassie接觸狀態(tài)。隨著相面積分數(shù)增大，液滴從Wenzel接觸狀態(tài)逐漸變?yōu)镃assie接觸狀態(tài)。對于中性壁面，接觸角隨壁面粗糙度及相面積分數(shù)的增大無明顯變化。對于親水壁面，粗糙度越