表面微結(jié)構(gòu)對(duì)表面潤(rùn)濕性和粘附性影響的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、自然界中的神奇現(xiàn)象給科學(xué)研究許多啟示，如“蓮花效應(yīng)”是由于葉子表面的超疏水性，而荷葉上特殊的微納級(jí)突起被認(rèn)為與其超疏水特性密切相關(guān)，壁虎能夠自由在天花板上行走是由于腳底超強(qiáng)的粘附力，而其腳底極細(xì)小的剛毛與其特殊的粘附特性直接相關(guān)。隨著納米機(jī)械的發(fā)展，潤(rùn)濕和粘附不可避免地影響到微納器件的設(shè)計(jì)制造及其工作性能，研究表面微結(jié)構(gòu)對(duì)表面潤(rùn)濕性和粘附性的影響，有助于提高人們對(duì)潤(rùn)溫和粘附原理的理解，對(duì)納米機(jī)械制造具有一定的指導(dǎo)意義。
　　本文采

2、用分子動(dòng)力學(xué)的方法建立了硅表面潤(rùn)濕模型，采用條紋狀、網(wǎng)格狀和凸臺(tái)狀3種不同的表面微結(jié)構(gòu)，探討了水滴在表面上的擴(kuò)散方向問(wèn)題，以及微結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)表面潤(rùn)濕性的影響。研究結(jié)果表明，表面微結(jié)構(gòu)寬度存在臨界寬度值，當(dāng)微結(jié)構(gòu)寬度小于臨界寬度時(shí)表面表現(xiàn)為疏水性，反之，親水性增強(qiáng);在疏水性表面上，水的鋪展性表現(xiàn)為各向同性，水滴穩(wěn)定后俯視圖近似為圓形，在親水性表面，水的鋪展性表現(xiàn)為各向異性，表面微結(jié)構(gòu)形狀不同，水滴穩(wěn)定后呈現(xiàn)不同的特殊形狀。
　　本文還

3、用分子動(dòng)力學(xué)方法建立了探針與基底表面的粘附力測(cè)量模型，采用潤(rùn)濕模型中的3種表面微結(jié)構(gòu)，探討了表面微結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀以及表面水膜對(duì)表面粘附性的影響。研究結(jié)果表明，表面微結(jié)構(gòu)主要減小了最大粘附力，微結(jié)構(gòu)形狀和尺寸對(duì)最大粘附力都有影響，其中凸臺(tái)狀微結(jié)構(gòu)尺寸變化對(duì)最大粘附力影響最為明顯。表面水膜的存在將顯著降低最大粘附力。
　　本文研究了不同尺寸、不同形狀表面微結(jié)構(gòu)條件下的表面潤(rùn)濕特性和表面粘附特性，并探索了其現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理，所做研究對(duì)改