The characterization of wettability of substrates by liquid nanodrops Masao Iwamatsu Department of Physics, Faculty of Liberal Arts and Sciences, Tokyo City University, Setagaya-ku, Tokyo 158-8557, Japan Abstract2012 Wettability of a substrates is characterized by a contact angle. Applicability of the simple formula developed by Derjaguin, which relates to the contact angle and disjoining pressure to nano-scale liquid droplets is reconsidered within the framework of the theory of the first-order wetting transition of volatile liquids. It is concluded that hisDec formula is generally correct for large droplets on an incompletely-wettable substrate. But it can not be applied to nanodroplets, in particular, on a completely-wettable substrate. An effective contact angle can be defined even for the 29 nanaodroplet. A formula similar to the Derjaguin formula is proposed by which we can calculate the contact angle of nanodorplets on both an incompletely- and a completely-wettable substrate for which the whole volume of the droplet is under the influence of the disjoining pressure. Keywords: Derjaguin’s formula, contact angle, complete-wetting, incomplete-wetting 1. Introduction derivation [9, 10] of the original Derjaguin formula [2] have been proposed. However, due to the recent ad- The contact angle, which Young [1] simply called an- vances in nan-science and nano-technology, the contact gle, plays a fundamental role in various fields of surface angle of the nano-scale droplet becomes measurable us- science. It has been used to characterize the wetting ing an atomic force microscope (AFM) [11] and envi-[cond-mat.soft] properties of various surfaces. Materials deposited on ronmental scanning electron microscopy (ESEM) [12]. a flat substrate form a hemispherical droplet shown in In contrast, usual optical microscopy can only measure Fig. 1 and it is characterized by the radius Reffand the the contact angle of the mili-scale to mico-scale droplet. apparent contact angle θa by which we can tell that the…

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액체 나노 드롭에 의한 기질의 습윤성 특성화 Masao Iwamatsu 물리학과, 도쿄 시티 대학교, Setagaya-Ku, Tokyo 158-8557, 일본 초록 2012 기판의 습윤성은 접촉 각도를 특징으로합니다. 나노 규모의 액체 방울에 대한 접촉각 및 분리 압력과 관련된 Derjaguin이 개발 한 간단한 공식의 적용 가능성은 휘발성 액체의 제 1 차 습윤 전이 이론의 프레임 워크 내에서 재고됩니다. Hisdec 공식은 일반적으로 불완전한 습한 기판의 큰 액 적에 대해 일반적으로 정확하다고 결론 지었다. 그러나 특히 완전히 습한 기판에서 나노 로플릿에 적용 할 수 없습니다. 효과적인 접촉각은 29 나나 오드 로플레드에 대해서도 정의 될 수 있습니다. Derjaguin 공식과 유사한 공식이 제안되어 있으며, 이에 의해 우리는 불완전한 욕설의 전체 부피가 분리 압력에 영향을 미치는 완전히 낡은 기판 모두에서 나노 도르 플릿의 접촉각을 계산할 수 있습니다. 키워드 : Derjaguin의 공식, 접촉각, 완전한 습식, 불완전한 습식 1. 원래 Derjaguin 공식의 소개 파생 [9, 10]이 제안되었습니다. 그러나 최근의 광고로 인해 Nan-Science 및 Nano-Technology에서 젊은이 [1]이 단순히 an-vances라고 불리는 접촉각은 Nano-scale 액 적의 표면 각도의 다양한 필드에서 근본적인 역할을합니다. 다양한 표면의 원자력 현미경 (AFM)과 Envi-[Cond-Mat.Soft] 특성을 특성화하는 데 사용되었습니다. Ronmental Scanning Electron Microscopy (ESEM)에 증착 된 재료 [12]. 플로트 기판은 대조적으로 나타나는 반구형 액적을 형성하며, 일반적인 광학 현미경은도 1 만 측정 할 수 있으며, 반경 레 레스 및 마일 스케일에 대한 마이코 스케일 액 적의 접촉각에 의해 특징 지어집니다. 명백한 접촉각 θa는 우리가 말할 수 있습니다.