فاعلية معادلة يونغ-لابلاس على النانو مقاييس

ملخص باستخدام محاكاة الديناميكا الجزيئية (MD)، تم تطوير نهج جديد يعتمد على سلوك الماء المضغوط الخارج من مسام نانوية (1.3–2.7 نانومتر) في لوحة مسطحة لحساب العلاقة بين انحناء سطح الماء وفرق الضغط عبر سطح الماء. وقد وُجد أن انحناء سطح الماء يتناسب عكسياً مع فرق الضغط عبر السطح على النانو مقاييس، وستكون هذه العلاقة فعالة لأحجام مسام مختلفة ودرجات حرارة وحتى لمحلولات الكهارل. استناداً إلى النتائج الحالية، لا يمكننا فقط تحديد توتر سطح الماء بشكل فعال وتأثيرات درجة الحرارة أو أيونات الكهارل على توتر السطح، ولكن أيضاً إظهار أن معادلة يونغ-لابلاس (Y-L) صالحة على النانو مقاييس. بالإضافة إلى ذلك، يمكن حساب زاوية الاتصال للماء مع المواد المحبة للماء من خلال العلاقة بين الضغط الحرج غير المستقر لسطح الماء (ضغط الانفجار) وحجم المسام النانوية. بالجمع مع سلوك تسرب الماء إلى القنوات الدقيقة الكارهة للماء، يمكن تحديد زاوية الاتصال للماء على النانو مقاييس بدقة أكبر من خلال قياس الضغط الحرج الذي يسبب عدم استقرار سطح الماء، استنادًا إلى ذلك يتم تقليل عدم اليقين في قياس زاوية الاتصال للماء على النانو مقاييس بشكل كبير.