Формирование кольцевых структур в высыхающей под шаблоном пленке коллоидного раствора
Автор: Колегов Константин Сергеевич
Рубрика: Математическое моделирование
Статья в выпуске: 1 т.7, 2014 года.
Бесплатный доступ
В работе предложен метод формирования концентрических кольцевых структур из микро- и наночастиц на непроницаемой поверхности в результате испарения пленки коллоидного раствора под специальным шаблоном. Описанный способ изучается теоретически. Математическая модель начальной стадии процесса решена численно. Модель включает уравнение неразрывности, уравнение движения и уравнение конвекции-диффузии для случая системы с переменной массой. Результаты расчетов показали, что в заданных шаблоном местах массовая доля частиц, движимых радиальным течением, увеличивается значительно. Для подтверждения метода необходимо проведение эксперимента.
Испарительная литография, пленка коллоидного раствора, концентрические кольца, микро и наночастицы
Короткий адрес: https://sciup.org/147159250
IDR: 147159250 | DOI: 10.14529/mmp140103
Список литературы Формирование кольцевых структур в высыхающей под шаблоном пленке коллоидного раствора
- Self-Assembly of Gradient Concentric Rings via Solvent Evaporation from a Capillary Bridge/J. Xu, J. Xia, S. W. Hong, Z. Lin, F. Qiu, Y. Yang//Physical Review Letters. -2006. -V. 96, № 6. -P. 066104.
- Direct Observation of DNA Molecules in a Convection Flow of a Drying Droplet/S.S. Abramchuk, A.R. Khokhlov, T. Iwataki, H. Oana, K. Yoshikawa//Europhysics Letters. -2001. -V. 55, № 2. -P. 294-300.
- Takhistov, P. Complex Stain Morphologies/P. Takhistov, H.C. Chang//Industrial & Engineering Chemistry Research. -2002. -V. 41, № 25. -P. 6256-6269.
- Senses, E. Spatial Ordering of Colloids in a Drying Aqueous Polymer Droplet/E. Senses, M. Black, T. Cunningham, S.A. Sukhishvili, P. Akcora//Langmuir. -2013. -V. 29, № 8. -P. 2588-2594.
- Chhasatia, V.H. Interaction of Bi-dispersed Particles with Contact Line in an Evaporating Colloidal Drop/V.H. Chhasatia, Y. Sun//Soft Matter. -2011. -V. 7, № 21. -P. 10135-10143.
- Самосборка наночастиц в микрообъеме коллоидного раствора: физика, моделирование, эксперимент/П.В. Лебедев-Степанов, Р.М. Кадушников, С.П. Молчанов и др.//Российские нанотехнологии. -2013. -Т. 8, № 3-4. -С. 5-23.
- Patterning Colloidal Films via Evaporative Lithography/D.J. Harris, H. Hu, J.C. Conrad, J.A. Lewis//Physical Review Letters. -2007. -V. 98, № 14. -P. 148301.
- Dips and Rims in Dried Colloidal Films/C. Parneix, P. Vandoolaeghe, V.S. Nikolayev, D. Quéré, et al.//Phys. Rev. Lett. -2010. -V. 105, № 26. -P. 266103.
- Bespoke Periodic Topography in Hard Polymer Films by Infrared Radiation-Assisted Evaporative Lithography/A. Georgiadis, A.F. Routh, M.W. Murray and J.L. Keddie//Soft Matter. -2011. -V. 7, № 23. -P. 11098-11102.
- Drying Dip-coated Colloidal Films/J. Li, B. Cabane, M. Sztucki, J. Gummel, L. Goehring//Langmuir. -2012. -V. 28, № 1. -P. 200-208.
- Capillary Flow as the Cause of Ring Stains from Dried Liquid Drops/R.D. Deegan, O. Bakajin, T.F. Dupont, et al.//Nature. -1997. -V. 389, № 6653. -P. 827-829.
- Chernavskii, D. S. A Model of Pattern Formation by Precipitation/D.S. Chernavskii, A.A. Polezhaev, S.C. Müller//Physica D. -1991. -V. 54, № 1-2. -P. 160-170.
- Film Formation Kinetics in the Drying Process of Polymer Solution Enclosed by Bank/Y. Jung, T. Kajiya, T. Yamaue, M. Doi//Japanese Journal of Applied Physics. -2009. -V. 48, № 3. -P. 031502.
- Fischer, B.J. Particle Convection in an Evaporating Colloidal Droplet/B.J. Fischer//Langmuir. -2002. -V. 18, № 1. -P. 60-67.
- Колегов, К.С. Сравнение квазистационарной и нестационарной математических моделей течений в испаряющейся капле/К.С. Колегов, А.И. Лобанов//Компьютерные исследования и моделирование. -2012. -Т. 4, № 4. -С. 811-825.
- Tarasevich, Y.Y. Segregation in Desiccated Sessile Drops of Biological Fluids/Y.Y. Tarasevich, D.M. Pravoslavnova//The European Physical Journal E. -2007. -V. 22, № 4. -P. 311-314.
