Υπολογιστική μελέτη ενεργειακού τοπίου των καταστάσεων διαβροχής πάνω σε υδρόφοβες επιφάνειες
| dc.contributor.author | Ντακούμης, Ιωάννης | el |
| dc.date.accessioned | 2022-07-28T10:53:22Z | |
| dc.date.available | 2022-07-28T10:53:22Z | |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/31882 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.11697 | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Ενέργεια | el |
| dc.subject | Διαβροχή | el |
| dc.subject | Υδρόφοβες | el |
| dc.subject | Επιφάνειες | el |
| dc.subject | Energy | en |
| dc.subject | Wetting | en |
| dc.subject | Hydrophobic | en |
| dc.subject | Surfaces | en |
| dc.title | Υπολογιστική μελέτη ενεργειακού τοπίου των καταστάσεων διαβροχής πάνω σε υδρόφοβες επιφάνειες | el |
| dc.title | Computational study of the energy landscape of wetting states on hydrophobic surfaces | en |
| heal.abstract | Οι υπερυδρόφοβες επιφάνειες παίζουν μείζονα ρόλο σε πολλές εφαρμογές με σκοπό την ανάπτυξη επιφανειών με αντιπαγωτικές ιδιότητες, ιδιότητες αυτοκαθαρισμού αλλά και για υπερ-απωθητικά υφάσματα. Προηγούμενες μελέτες που έχουν διεξαχθεί στο εργαστήριο προσπάθησαν να πραγματοποιήσουν την αντίστροφη μετάβαση για διάφορα υγρά από την πλήρως διαβρεγμένη κατάσταση Wenzel (σταθερή) στην κατάσταση «φακίρη» Cassie που είναι μετασταθής, με τη χρήση λιπαντικού. Η κατάσταση Wenzel είναι η κατάσταση με τη μεγαλύτερη υστέρηση γωνίας συνεπαφής και βρέχει πλήρως το υπόστρωμα. Η επιθυμητή κατάσταση σε πολλές εφαρμογές είναι η κατάσταση Cassie όπου η σταγόνα επικάθεται σε στρώμα αέρα και σε συνδυασμό με τη μικρή υστέρηση προσδίδει τις υπερυδρόφοβες ιδιότητες στο σύστημα. Για τη μελέτη των γεωμετρικών ορίων μέσα στα οποία συμβαίνει η μετάβαση είχαν χρησιμοποιηθεί εμπειρικές σχέσεις για μεγέθη όπως το μέγιστο βάθος διείσδυσης, καθώς δεν υπήρχαν αναλυτικές σχέσεις από θεωρητικούς υπολογισμούς. Σε αυτή την εργασία κάνουμε αριθμητικούς υπολογισμούς του σχήματος της επιφάνειας της σταγόνας. Για αυτό το σκοπό, ελαχιστοποιούμε την ενέργεια Gibbs της σταγόνας με τη χρήση του αλγορίθμου Steepest Descent και προσδιορίζουμε ακριβέστερα το βαθύτερο σημείο. Έτσι μπορούμε πλέον να απαντήσουμε εάν η αδυναμία μετάβασης από Cassie σε Wenzel είναι ικανή συνθήκη για να συμβεί η αντίστροφη. Επιπλέον, σε παλιότερες μελέτες σε υπεραμφίφοβες και ολισθηρές επιφάνειες είχε παρατηρηθεί μια αργή μετάβαση από την κατάσταση Cassie σε Wenzel, η οποία λάμβανε χώρα σε διαδοχικά στάδια και για την οποία είχε προταθεί ότι ενεργοποιείται από τις θερμικές διακυμάνσεις σε ένα πολύπλοκο ενεργειακό τοπίο. Εδώ εξετάζουμε την εξάρτηση του ενεργειακού φράγματος και τον τρόπο που μεταβάλλεται ή ακόμη και μηδενίζεται από παραμέτρους όπως την πίεση, την απόσταση μεταξύ των κέντρων των νανοσωματιδίων αλλά και από το βαθμό που είναι συγκολλημένα. | el |
| heal.abstract | Superhydrophobic surfaces play a major role to many potential applications such as anti-icing, self-cleaning surfaces, biomedical applications and super-repellent fabrics. Previous studies have tried to attain the transition of drops from the fully wet wetted state Wenzel to the ‘fakir’ state Cassie with addition of a lubricant. The Wenzel state is usually the stable state, and the Cassie is the metastable state. The Wenzel state includes high contact angle hysteresis and the drop touches completely the substrate. In many applications the Cassie state where the drop is suspended above an air cushion is preferable than the Wenzel and in parallel with the low hysteresis it gives superhydrophobic properties. With a view to studying the geometric boundaries of microstructured surfaces in which the transition occurs, empirical relation for magnitudes such as the maximum penetration depth had been used, since there were no analytic relations from theoretical calculations. In this work, we make numerical calculations of the shape of the surface of the drop. For this purpose, we minimize the Gibbs energy of the drop using the Steepest Descent algorithm and determine more accurately the deepest point. Thus, we can now answer whether the impossibility of going from Cassie to Wenzel is a sufficient condition for the reverse to occur. In addition, previous studies on superamphiphobic and slippery surfaces have observed a slow transition from the Cassie to Wenzel state, which occurs in successive stages and it was suggested that it is activated by thermal fluctuations in a complex energy landscape. Here we search for the dependence of the energy barrier and the way it varies or even vanishes by parameters such as pressure, the distance between the centers of the nanoparticles and the degree to which they are sintered. | en |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | |
| heal.access | free | |
| heal.advisorName | Παπαδόπουλος, Περικλής | el |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία: σ. 97 | el |
| heal.classification | Ενέργεια | |
| heal.committeeMemberName | Παπαδόπουλος, Περικλής | el |
| heal.committeeMemberName | Φλούδας, Γεώργιος | el |
| heal.committeeMemberName | Παπαγεωργίου, Γεώργιος | el |
| heal.dateAvailable | 2022-07-28T10:54:22Z | |
| heal.fullTextAvailability | true | |
| heal.language | el | |
| heal.numberOfPages | 97 σ. | |
| heal.publicationDate | 2022 | |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.type | masterThesis | |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
Αρχεία
Πρωτότυπος φάκελος/πακέτο
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- Μ.Ε. ΝΤΑΚΟΥΜΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ 2022.pdf
- Μέγεθος:
- 2.55 MB
- Μορφότυπο:
- Adobe Portable Document Format
- Περιγραφή:
Φάκελος/Πακέτο αδειών
1 - 1 of 1
Φόρτωση...
- Ονομα:
- license.txt
- Μέγεθος:
- 1.71 KB
- Μορφότυπο:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Περιγραφή: