纳米液滴在复杂结构界面成核与生长机理及应用研究

本书基于相关学科领域研究现状及理论基础，从平滑均匀的平面基底上生成纳米液滴人手，进一步研究了具有较复杂微结构基底上纳米液滴的成核与生长机制。围绕纳米液滴的成核、生长机制和各特征参数，采用优选的溶剂交换实验技术及原子力显微镜（AFM）和电子扫描显微镜（SEM）等优选科学检测设备，通过大量系统的实验研究、数值模拟分析、过程仿真和相关应用性研究等，获得了纳米液滴成核、生长的基本规律，找到并验证了影响纳米液滴接触角、湿润性和形状尺寸等特征参数的影响因素和影响特点，深入探讨了表面聚合物微结构以及微纳米级液滴在光学特性、涂层防腐、快速微萃取等方面的应用性。本书理论与实际相结合，可供力学、化学、土木工程等相关理工科专业的教师、研究人员和工程技术人员使用。

第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 发现纳米气泡以及观察与检测工具的选取
1.2.2 纳米气泡的表征与形成机理
1.2.3 纳米液滴形态的模拟仿真
1.3 研究内容
1.4 研究方法
第2章 纳米液滴生成的理论研究
2.1 溶剂交换下纳米液滴的成核
2.1.1 表面纳米液滴的非均匀成核
2.1.2 交换溶剂性能对纳米液滴的影响
2.1.3 控制形成纳米液滴时的流动条件
2.2 纳米液滴在固液界面的吸附性
2.2.1 油滴与浸入固体表面间的吸附
2.2.2 具有稳定表面活性剂的乳液吸附
2.2.3 不含表面活性剂的乳液吸附
2.3 界面纳米液滴的平衡形态
2.4 纳米液滴的扩散特性
2.4.1 扩散方程，拉普拉斯方程和亨利定律
2.4.2 界面纳米液滴的收缩
2.4.3 界面纳米液滴的分离
2.4.4 表面气泡和液滴周围的扩散
2.5 科学的监测仪器
2.5.1 纳米液滴动力学特性监测仪器
2.5.2 界面纳米液滴形貌特征检测设备
2.6 本章小结
第3章 纳米液滴在普通平面基底上成核生长实验
3.1 试样制备及实验方案
3.1.1 试样制备
3.1.2 实验方案
3.2 纳米液滴的表征及实验过程
3.2.1 基底表面纳米液滴的表征
3.2.2 纳米液滴的形成过程实验
3.3 试验结果与分析
3.3.1 无图形化平面基底
3.3.2 预制图形化平面基底
3.4 本章小结
第4章 纳米液滴在微透镜结构基底上的成核与生长试验
4.1 试样制备及试验方案
4.1.1 试样制备
4.1.2 实验方案
4.2 试验过程
4.3 试验结果及分析
4.3.1 微透镜的形态及润湿性能
4.3.2 基于微透镜阵列结构的多层液滴的形成
4.3.3 溶剂交换过程中纳米液滴在微透镜结构上的生长模式
4.4 本章小结
第5章 纳米液滴形貌结构的数值模拟与仿真
5.1 基于MATLAB软件的结构重组与数据分析
5.1.1 基于MATLAB软件进行Voronoi分析
5.1.2 基于MATLAB软件对形成的纳米液滴进行重组与分析
5.2 基于Surface Evolver软件对纳米液滴形貌特征的模拟仿真
5.2.1 图案化表面上生成的纳米液滴在溶解过程中的形态模拟
5.2.2 对部分覆盖微透镜结构的纳米液滴的形貌模拟
5.3 基于ANSYS软件的锥形微通道中液滴形成过程模拟
5.4 本章小结
第6章 纳米液滴形成的应用研究
6.1 复合微透镜阵列的附加性能——较理想的光学性能
6.1.1 实验准备
6.1.2 实验分析与应用
6.2 快速微萃取和疏水性溶质流动轨迹原位检测
6.2.1 实验准备
6.2.2 实验分析与应用
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献