纳米颗粒包覆层对水滴静态及动态行为的影响  

Effect of nanoparticle enwrapping on the static and dynamic behavior of water droplet

作　　者：陈阵[1] 臧渡洋[1] 张永建[2] 林可君[1] 耿兴国[1] 

机构地区：[1]西北工业大学理学院,空间应用物理与化学教育部重点实验室,西安710129 [2]西北工业大学材料学院,凝固技术国家重点实验室,西安710072

出　　处：《科学通报》2013年第33期3390-3397,共8页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(51301139;51103117);教育部博士点新教师基金(20126102120058);陕西省自然科学基金(2012JQ1016);西北工业大学基础研究基金(JCY20130147)资助

摘　　要：利用高速摄影技术对比研究了纯水液滴和被SiO2纳米颗粒包覆的液滴的静态特征及其在超疏水基底与石英基底上的撞击动力学过程.实验发现,纳米颗粒包覆层可显著增大液滴与亲水基底的接触角,并使液滴呈现超疏水状态.纳米颗粒在液滴表面的吸附作用,使液滴撞击后形态振荡的剧烈程度减弱,但加快了振荡的衰减速度,缩短了液滴撞击过程中的接触时间和振荡周期.这说明纳米颗粒增大了液滴的有效表面张力,并且纳米颗粒包覆层具有一定黏弹性,因而加速液滴振荡的衰减.We studied the static and dynamic properties of water droplet and the droplet coated with silica nanoparticles. The water droplet changes from wetting on the quartz substrate to superhydrophobic state with the enwrapping of particles. The impact dynamics of the droplets impinging on the superhydrophobic surface has been monitored by a high speed camera. The coated layer on the droplet surface damps the violent oscillation and accelerates its decay, shortens the contact time and oscillation period. The results suggest that the adsorption of nanoparticles on droplet surface increases the effective surface tension of droplet. The viscoelastic properties of the enwrapping particle layer play an important role in the decay of droplet oscillation.

关 键 词：纳米颗粒 液滴振荡 撞击 表面张力 

分 类 号：TB383.1[一般工业技术—材料科学与工程]