咖啡環效應的原理?

時間 2021-06-03 14:01:40

1樓:Jupiter

正在做相關實驗,看了幾篇文獻,嘗試解答一下。

如上圖,左側是純水,右側是混有微小圓形顆粒的溶液。

蒸發過程中,水的接觸角會一直保持不變,半徑變小;而溶液的邊緣會一直固著在接觸線上,半徑不變,接觸角變小。

溶液中要維持液滴的面積不變,就會產生乙個從中心向外的流動,這個流動將溶液中的溶質帶到接觸線上並沉積下來,最終形成了環狀沉積物。這就是「咖啡環效應」。

這個現象可以有很多應用,根據改變蒸發的速度和空間分布,可以控制沉積物的形狀和厚度。由於這個現象和溶質的化學性質無關,在工業中一些細紋的製造上應用前景很廣。

Reference

Deegan, R. D.et al. Capillary flow as the cause of ring stains from dried liquid

drops. Nature 389, 827–829 (1997).

2樓:

芝加哥大學的DEEGAN等認為「咖啡環」效應的產生是由於液滴邊緣蒸發速率大於中心蒸發速率,致使液滴內部產生乙個外向的毛細流動,將懸浮的粒子攜帶至液滴邊緣,並在邊緣沉積成環狀。

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