Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Супергидрофобные поверхности 14
1.2. Смачивание супергидрофобных поверхностей
1.2.1. Режимы супергидрофобного смачивания 17
1.2.2. Устойчивость состояния Касси 18
1.3. Гидродинамические свойства супергидрофобных поверхностей 20
1.3.1. Скольжение жидкости вдоль супергидрофобных поверхностей. 20
1.3.2. Гидродинамическое сопротивление вблизи супергидрофобных поверхностей 27
1.4. Методы измерения длины скольжения супергидрофобных поверхностей 31
1.5. Получение супергидрофобных материалов 33
1.6. Методы разделения частиц в тонких каналах 38
1.7. Выводы по обзору литературы 40
Глава 2. Материалы, оборудование и методы исследования 41
2.1. Получение супергидрофобных поверхностей 41
2.1.1. Геометрия поверхностей 42
2.2. Изучение смачивания 43
2.2.1. Измерение краевых углов 43
2.2.2. Изучение перехода Касси-Венцель 44
2.3. Измерение гидродинамического сопротивления вблизи супергидрофобных «страйп-текстур» 44
2.4. Измерения в микроканале 48
2.4.1. Изготовление микроканала 48
2.4.2. Разделение частиц в микроканале 49
2.5. Компьютерное моделирование з
2.5.1. Метод решеточного уравнения Больцмана 51
2.5.2. Параметры моделируемой систем и граничные условия 53
Глава 3. Смачивание анизотропных супергидрофобных текстур 55
3.1. Введение к главе 55
3.2. Краевой угол на плоской гидрофобной поверхности 57
3.3. Гистерезис краевого угла
3.3.1. Угол оттекания 59
3.3.2. Угол натекания 64
3.3.3. Гистерезис краевого угла 67
3.4. Устойчивость состояния Касси 68
3.4.1. Испарение капли на супергидрофобной «страйп-текстуре» 68
3.4.2. Режимы перехода супергидрофобного смачивания 70
3.4.3. Режим «разреженных» супергидрофобных текстур 71
3.4.4. Режим «концентрированных» супергидрофобных текстур 73
3.5. Выводы по главе 3 74
Глава 4. Гидродинамическое сопротивление вблизи анизотропных супергидрофобных текстур 75
4.1. Введение к главе 75
4.2. Экспериментальное исследование
4.2.1. Сила сопротивления для супергидрофобной текстуры 76
4.2.2. Сила сопротивления для супергидрофобных «страйп-текстур» с различным тв 78
4.2.3. Влияние искривленного мениска на силу сопротивления 80
4.3. Исследование с помощью компьютерного моделирования 80
4.3.1. Нормальная компонента силы 82
4.3.2. Распределение скорости и избыточного давления жидкости 86
4.3.3. Боковая сила 89
4.4. Выводы по главе 4 91
Глава 5. Использование супергидрофобных поверхностей для разделения частиц в микроканале 93
5.1. Введение к главе 93
5.2. Теоретическая основа метода 94
5.3. Движение частиц в горизонтальном канале 97
5.3.1. Скорости частиц 97
5.3.2. Поперечное смещение частиц
5.4. Движение частиц в наклонном канале 101
5.5. Выводы по главе 5 103
Заключение 103
Благодарности 105
Список обозначений и сокращений 107
Список литературы
