Wetting angle hysteresis in condensed microdrops

Abstract

The characteristic time of substrate plastic deformation due to surface tension forces of a liquid drop is estimated. The equilibrium conditions of a drop of varying volume on the convex ledge formed due to the deformation have been analyzed under account for partial relaxation of the elastic stresses. Contribution of those stresses to the wetting angle hysteresis (about 3°) has been estimated and the hysteresis value has been shown to increase for very small drops mainly due to reduction of the retreating angle caused by a strong substrate deformation. The hysteresis contribution to the decrease in the observable wetting angle of microdrops under evaporation attains significant values (about 10 to 16°). - - - - - - - - - - Произведена оценка характерного времени пластической деформации подложки силами поверхностного натяжения жидкой капли. Выполнен анализ условий равновесия капли изменяющегося объема на образовавшемся в результате деформации выпуклом ранте, с учетом частично релаксировавших упругих напряжений. Приведена оценка их вклада в явление гистерезиса смачивания (~3°) и показано, что для капель очень малого размера величина гистерезиса увеличивается, в основном, за счет уменьшения угла оттекания, вызванного значительной деформацией подложки. Отмечено, что вклад гистерезиса в уменьшение наблюдаемого краевого угла смачивания испаряющихся микрокапель достигает существенных значений (10–16°).