【摘 要】
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液体蒸发驱动的颗粒自组装现象在许多的工业技术中有重要应用.本文利用显微镜观测含有颗粒物质的液滴变干后留在固体表面的颗粒形成的环状沉积图案.采用微米粒径的SiO2小球水
【机 构】
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中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室;
【基金项目】
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国家重点基础研究发展计划(批准号:2009CB930801,2012CB933002);国家自然科学基金(批准号:11290161,51172272);中国科学院“水科学方向性项目”资助的课题~~
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液体蒸发驱动的颗粒自组装现象在许多的工业技术中有重要应用.本文利用显微镜观测含有颗粒物质的液滴变干后留在固体表面的颗粒形成的环状沉积图案.采用微米粒径的SiO2小球水溶液液滴蒸发变干模拟咖啡环的形成过程,结果发现液滴蒸发过程中接触线的钉扎是环状沉积的必要条件.在液滴蒸发过程中颗粒随着补偿流不断的向液滴边缘移动,聚集在接触线处形成环.液滴蒸发变干后残留在液滴内部的颗粒数随颗粒质量分数的增加而增加,可以达到单层的颗粒排列.而玻璃衬底上的颗粒环在颗粒质量分数很小时,形成单层排列,且一排一排地生长.蒸发过程中颗粒环由于液滴边缘的尺寸限制向液滴中心缓慢移动.这会导致液滴中不同大小颗粒的分离.
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