الأفلام الرقيقة في الرطوبة الجزئية: الاختيار الداخلي لديناميات خط الاتصال

عندما يلامس سائل سطحًا صلبًا، ينتشر لتقليل طاقة النظام. يصف نموذج الفيلم الرقيق الكلاسيكي الانتشار كنوع من التفاعل بين الجاذبية، والتوتر السطحي، والقوى اللزجة، لكنه لا يستطيع رؤية نهاية لهذه العملية لأنه لا يأخذ في الاعتبار التفاعلات بين السائل والصلب غير الديناميكية. بالرغم من أن هذه التفاعلات مهمة فقط بالقرب من خط الاتصال، حيث يلتقي السائل والصلب والغاز، إلا أن لها تداعيات ماكروسكوبية: في نظام الرطوبة الجزئية، يتوقف بركة السائل في النهاية عن الانتشار. نوضح أنه من خلال دمج هذه التفاعلات الجزيئية، يمكن أن تُصاغ الطاقة الحرة للنظام عند التوازن في إطار كان-هيلارد مع توتر سطحي معتمد على الارتفاع. باستخدام هذه الطاقة الحرة، نستنتج نموذج فيلم رقيق ميزوسكوبي يصف الاستاتيكا والديناميكا لانتشار السائل في نظام الرطوبة الجزئية. إن اعتماد التوتر السطحي على الارتفاع يقدم انزلاقاً ظاهرياً محلياً في منطقة خط الاتصال ويؤدي إلى حالات انتشار مدعومة بشكل مضغوط. في نموذجنا، تنشأ ديناميات خط الاتصال بشكل طبيعي كجزء من الحل، وبالتالي فهي مرتبطة بشكل غير محلي بتدفق الكتلة. بشكل مدهش، نجد أنه حتى في نظام الهيمنة بالجاذبية، يتبع زاوية الاتصال الديناميكية قانون كوكس-فوينوف.