含盐胶体液滴的蒸发图案形成机理_张永建.pdfVIP

Vol． 35 高等学校化学学报 No． 6 20 14 6 CHEMICAL JOUＲNAL OF CHINESE UNIVEＲSITIES 1258 ～ 1266 年 月 doi :10 ． 7503 / cjc 含盐胶体液滴的蒸发图案形成机理 1 1 2 2 2 ， ， ， ， 张永建 刘正堂 钱一梦 栗志广 臧渡洋 (1． ， ， 7 10072 ; 凝固技术国家重点实验室 西北工业大学材料学院 西安 2 ． ， ， ， 7 10129) 功能软物质与材料课题组 空间应用物理与化学教育部重点实验室 西北工业大学理学院 西安 (PTFE) NaCl ． ，PTFE 摘要 研究了聚四氟乙烯 胶粒与 混合液滴的蒸发过程及其图案形成机理 结果表明 颗 ， “ ” ． 粒对接触线具有强烈的钉扎作用 胶体液滴蒸发伴有显著的 咖啡环 效应 由于液滴中心液相区表面张力 ， ， ， 法向分力的作用 使得凝胶区存在辐射状应力 进而产生从液滴边缘向中心的辐射状裂纹 裂纹数量随胶粒 ． NaCl PTFE ． 的体积分数增大而减少 与 胶粒的混合液滴出现了复杂多样的蒸发图案 盐的加入抑制了向外的 ， ． NaCl PTFE 毛细补偿流 从而有利于获得宏观上厚度均匀的沉积膜 与 胶粒耦合形成了凹凸不平的枝晶状形 ， ． 貌 这可能是释放蒸发应力的结果 ; ;Marangoni ; ; ; ; 关键词 咖啡环效应 毛细流 对流 重力沉降 聚四氟乙烯 蒸发图案 胶体液滴 中图分类号 O647 文献标志码 A ， / 液滴的蒸发是自然界中常见的物理现象 利用液滴蒸发对分散 溶解在其中的物质进行排列形成 ， ． 、 、 期望的有序结构 是材料自组装的一种重要方式 蒸发自组装技术在涂层 喷墨打印 光子晶体的制 ［1，2］ 备以及微电子等领域均具有重要应用 ，如通过控制胶体颗粒在干燥过程中的分散及沉积图案的形 ［3］ 成， ．