物理学院陈龙泉教授团队在Physical Review Letters发表论文

文:物理学院 图:物理学院 / 来源:物理学院 / 2019-09-17 / 点击量:4094

  近日,物理学院陈龙泉教授带领的“界面流体物理研究团队”与香港科技大学李志刚教授团队合作,在国际物理学顶级期刊Physical Review Letters《物理评论快报》上发表题为“Resolving the Apparent Line Tension of Sessile Droplets and Understanding its Sign Change at a Critical Wetting Angle”(液滴表观线张力的测量及其符号转变的机理)的研究论文。物理学院博士后、助理研究员赵彬钰博士与香港科技大学博士生罗爽为论文第一作者,陈龙泉教授和李志刚教授为论文通讯作者,电子科技大学物理学院为论文第一作者和第一通讯作者单位,其他合作单位还包括空中客车(Airbus)研究技术部、莱布尼茨高分子所和电子科技大学基础与前沿研究院。

1.png

纳米离子液体液滴的原子力显微镜三维形貌图及测量的线张力随表面润湿性的变化

  润湿性是固体材料的重要特征之一,表征材料的表面物理化学性质,通常采用测量液滴在固体表面的接触角来衡量。宏观尺度下,液滴的接触角主要由液-气、液-固、固-气三个界面张力来决定,遵循著名的杨氏方程。然而在纳米尺度下,液滴在固体表面的形貌还受到固-液-气三相接触线张力(line tension)的作用,这由Gibbs在1878年提出,从而对传统的杨氏方程产生一个修正项。尽管有关固-液-气线张力的理论和实验研究已开展了近一个半世纪,其大小及符号(方向)一直处于争议中。

2.2.jpg

基于对各界面及三相接触线中分子势能的分析对线张力符号反转的热力学解释

  该研究借助高分辨率原子力显微镜对不同润湿性表面上纳米离子液体液滴的接触角进行了精确测量,进而利用修正后的杨氏方程反推获得线张力。实验表明,线张力值在10-11-10-10J/m量级,其符号可正可负与表面润湿性有关,该结果得到了分子动力学模拟的支持。基于对各界面及接触线中分子势能随表面润湿性变化的分析,团队进一步的研究首次从表面热力学角度对线张力符号反转给予了解释。

   《Physical Review Letters》是国际公认的物理学顶级学术期刊,主要刊登国际上物理领域的重大理论创新或实验发现。该刊物最新影响因子为9.227,在中科院JCR分区中为1区Top期刊。 


  相关链接:

  作者介绍:

  赵彬钰,电子科技大学物理学院博士后、助理研究员。主要从事多尺度界面物理化学现象的研究及原子力显微镜技术在界面物理力学研究中的应用,在Physical Review Letters、Nanoscale、Soft Matter、Applied Physics Letters、Langmuir、Physical Chemistry Chemical Physics等国际主流期刊发表论文15篇。获得中国自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金面上资助和四川省博士后科研项目特别资助。

  陈龙泉,电子科技大学物理学院教授、博导,国家青年特聘专家。主要从事多尺度下界面流体物理和界面力学测量相关研究,在Physical Review Letters、Physical Review E、Applied Physics Letters、Macromolecules、ACS Applied Materials & Interfaces等国际权威期刊发表论文30余篇,被引用700余次,部分研究成果入选Physical Review Letters、Physics Today、 Macromolecules等期刊的亮点论文或封面论文。

  文章链接:

  https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.094501


编辑:罗莎  / 审核:林坤  / 发布者:陈伟