超疏水表面液滴合并诱导弹跳现象分析

摘要

在紫铜基表面上制备了具有微纳结构的十八烷基硫醇自组装超疏水表面,采用高速摄像和显微技术研究了水平表面上液滴合并运动特性。实验结果表明,超疏水表面上液滴合并过程中释放出的表面能可以克服表面黏附作用诱发液滴弹跳现象,液滴越小,弹跳高度越大。考虑液滴表面黏附功、液滴运动引起的黏性耗散能等,根据能量守恒原理进行了理论分析。理论分析结果表明,液滴合并诱导弹跳现象存在最小液滴半径约为39.9μm;随着液滴半径的增大,液滴弹跳高度增大,液滴半径为83.7μm时达到弹跳最大高度点,随着液滴半径继续增大,液滴弹跳高度减小,直至最大半径约3.9mm时,无液滴弹跳现象发生而是在合并位置发生脉动。