- Код статьи
- 10.31857/S0023291222600602-1
- DOI
- 10.31857/S0023291222600602
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 85 / Номер выпуска 2
- Страницы
- 158-166
- Аннотация
- Представлены экспериментальные результаты по изучению гистерезиса углов смачивания водой кристаллических поверхностей. Были исследованы отступающие и наступающие краевые углы и их гистерезис на гидрофильных и гидрофобных подложках с разной поверхностной структурой – оксида кремния, слюды, и кальцита при воздействии внешнего давления на линию трехфазного контакта сидящего воздушного пузырька. На гидрофобизованных образцах оксида кремния и слюды наблюдался эффект гистерезиса краевых углов. Появление закрепления линии трехфазного контакта (пиннинга), способствовало изменению углов смачивания при приложении внешнего давления. На гидрофильных поверхностях оксида кремния и слюды при перемещении линии трехфазного контакта, заметного изменения наступающих и отступающих контактных углов не происходило и эффект гистерезиса практически отсутствовал. Устойчивый пиннинг, наблюдаемый на полированной поверхности кристалла кальцита при контакте с водой, приводил к появлению гистерезиса угла смачивания и гидрофилизации поверхности кальцита, связанной со структурными смещениями в решетке кристалла.
- Ключевые слова
- Дата публикации
- 01.03.2023
- Год выхода
- 2023
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 34
Библиография
- 1. de Gennes P.G. Wetting: static and dynamics // Reviews of Modern Physics. 1985. V. 57. № 3. Part 1. P. 827–863.
- 2. Eral H.B., Mannetje D.J.C.M., Oh J.M. Contact angle hysteresis: a review of fundamentals and applications // Colloid Polym. Sci. 2012. V. 291. P. 247–260.
- 3. Tadmor R., Bahadur P., Leh A., N’guessan H.E., Jaini R., Dang L. Measurement of lateral adhesion forces at the interface between a liquid drop and a substrate // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. № 26. P. 266101.
- 4. Pierce E., Carmona F.J., Amirfazli A. Understanding of sliding and contact angle results in tilted plate experiments // Colloid Surf. A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2008. V. 323. № 1–3. P. 73–82.
- 5. Bourges-Monnier C., Shanahan M.E.R. Influence of evaporation on contact angle // Langmuir. 1995. V. 11. № 7. P. 2820–2829.
- 6. Erbil H.Y., McHale G., Rowan S.M., Newton M.I. Determination of the receding contact angle of sessile drops on polymer surfaces by evaporation // Langmuir. 1999. V. 15. № 21. P. 7378–7385.
- 7. Bormashenko E., Bormashenko Y., Whyman G., Pogreb R., Musin A., Jager R., Barkay Z. Contact angle hysteresis on polymer substrates established with various experimental techniques, its interpretation, and quantitative characterization // Langmuir. 2008. V. 24. № 8. P. 4020–4025.
- 8. Andrieu C., Sykes C., Brochard F. Average spreading parameter on heterogeneous surfaces // Langmuir. 1994. V. 10. № 7. P. 2077–2080.
- 9. Wang Y., Bhushan B. Liquid microdroplet sliding on hydrophobic surfaces in the presence of an electric field // Langmuir. 2009. V. 25. № 16. P. 9208–9218.
- 10. Bonn D., Eggers J., Indekeu J., Meunier J., Rolley E. Wetting and spreading // Rev. Mod. Phys. 2009. V. 81. № 2. P. 739.
- 11. Rayleigh L. On the capillary phenomena of jets // Proceedings of the Royal Society of London. 1879. V. 29. P. 71–97.
- 12. Starov V.M., Velarde M.G. Surface forces and wetting phenomena // J. Phys. Condens. Matter. 2009. V. 21. № 46. P. 464121.
- 13. Kuchin I., Starov V. Hysteresis of contact angle of sessile droplets on smooth homogeneous solid substrates via disjoining/conjoining pressure // Langmuir. 2015. V. 31. P. 5345–5352.
- 14. Kuchin I., Starov V. Hysteresis of the contact angle of a meniscus inside a capillary with smooth, homogeneous solid walls // Langmuir. 2016. V. 32. P. 5333−5340.
- 15. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. М.: Наука, 1985. 398 с.
- 16. Chibowski E., Jurak M. Comparison of contact angle hysteresis of different probe liquids on the same solid surface // Colloid. Polym. Sci. 2013. V. 291. № 2. P. 391–399.
- 17. Fernández-Toledano J.-C., Rigaut C., Mastrangeli M., De Coninck J. Controlling the pinning time of a receding contact line under forced wetting conditions // J. Colloid Interface Sci. 2020. V. 565. P. 449–457.
- 18. Liu Y., Wang J., Zhang X., Wang W. Contact line pinning and the relationship between nanobubbles and substrates // J. Chem. Phys. 2014. V. 140. P. 054705.
- 19. Liu Y., Bernard S., Widmer-Cooper A. Stability of pinned surface nanobubbles against expansion: insights from theory and simulation // J. Chem. Phys. 2020. V. 153. № 2. P. 024704.
- 20. Кучма А.Е., Есипова Н.Е., Михеев А.А., Щёкин А.К., Ицков С.В. Влияние неидеальности раствора в сидячей бинарной капле на динамику ее испарения // Коллоид. журн. 2019. Т. 81. № 6. С. 724–733.
- 21. Русанов А.И., Есипова Н.Е., Соболев В.Д. Температурный пиннинг сидящего пузырька // ДАН. Химия, науки о материалах. 2020. Т. 491. С. 69–72.
- 22. Kusudo H., Omori T., Yamaguchi Y. Extraction of the equilibrium pinning force on a contact line exerted from a wettability boundary of a solid surface through the connection between mechanical and thermodynamic routes // J. Chem. Phys. 2019. V. 151. № 15. P. 154501.
- 23. Сумм Б.Д. Гистерезис смачивания. Соровский образовательный журнал. 1999. № 7. С. 98–102.
- 24. McHale G., Orme B.V., Wells G., Ledesma-Aguilar R. Apparent contact angles on lubricant impregnated surfaces/SLIPS: from superhydrophobicity to electrowetting // Langmuir. 2019. V. 35. P. 4107–4204.
- 25. Есипова Н.Е., Ицков С.В. Кинетика роста воздушных пузырьков на кремниевой подложке в спиртовой и водно-спиртовой средах // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. № 4. C. 404–411.
- 26. Kuzina E.A., Emelyanenko K.A., Domantovskii A.G. et al. Preparation of stable superhydrophobic coatings on a paint surface with the use of laser treatment followed by hydrophobizer deposition // Colloid J. 2022. V. 84. P. 445–455.
- 27. Есипова Н.Е., Русанов А.И., Соболев В.Д., Ицков С.В. Влияние гидростатического давления на краевой угол сидящего пузырька // Коллоид. журн. 2019. Т. 81. № 5. С. 1–8.
- 28. Makkonen L. A thermodynamic model of contact angle hysteresis // The Journal of Chemical Physics. 2017. V. 147. P. 064703.
- 29. Quere D. Wetting and Roughness // Annu. Rev. Mater. Res. 2008. V. 38. P. 71–99.
- 30. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. 232 с.
- 31. Songen H., Schlegel S.J., Jaques Y.M., Tracey J., Hosseinpour S. et al. Water orientation at the calcite–water interface // J. Phys. Chem. Lett. 2021. V. 12. P. 7605−7611.
- 32. Cooke D.J., Gray R.J., Sand K.K, Stipp S.L.S., Elliott J.A. Interaction of ethanol and water with the {101̅4} surface of calcite // Langmuir. 2010. V. 26. № 18. P. 14520–14529.
- 33. Li H., Vovusha H., Sharma S., Singh N., Schwingenschlog U. Mechanism of wettability alteration of the calcite {1014} surface // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. P. 15365.
- 34. Fenter P., Sturchio N.C. Calcite (104)–water interface structure, revisited // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2012. V. 97. P. 58–69.
