Desiccating colloidal sessile drop: dynamics of shape and concentration

Tarasevich, Yuri Yu.; Vodolazskaya, Irina V.; Isakova, O. P.

doi:10.1007/s00396-011-2418-8

Cited by 40 publications

(44 citation statements)

References 36 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This is also done by Craster et al 77 where the spreading and retraction of evaporating droplets containing nanoparticles is studied with a thin film model that involves a structural disjoining pressure. There are some similarities to other models 54,55,57 where, however, the contact lines are kept pinned. Since moving contact lines are an intrinsic part of the solute deposition process that we study here, we do not refer any more to these other approaches.…”

Section: The Thin Film Modelmentioning

confidence: 87%

“…3,22,30,53 Various reduced models have been developed that: relate the interaction between the contact line and the deposit that is formed, in terms of a pinning force and derive how this force depends on and scales with the experimental parameters; 22,26 develop evolution equations for the shape of an individual deposited ring; 3 study the time evolution assuming a permanently pinned contact line. [54][55][56][57] Hu and Larson 58 analytically obtain a flow field that is combined with Brownian dynamics simulations to study particle deposition. Warner et al 59 employs a thin film model similar to the one we present below to describe the dewetting of a film of a nanoparticle suspension.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Modelling the formation of structured deposits at receding contact lines of evaporating solutions and suspensions

2012

View full text Add to dashboard Cite

When a film of a liquid suspension of nanoparticles or a polymer solution is deposited on a surface, it may dewet from the surface and as the solvent evaporates the solute particles/polymer can be deposited on the surface in regular line patterns. In this paper we explore a hydrodynamic model for the process that is based on a long-wave approximation that predicts the deposition of irregular and regular line patterns. This is due to a self-organised pinning-depinning cycle that resembles a stick-slip motion of the contact line. We present a detailed analysis of how the line pattern properties depend on quantities such as the evaporation rate, the solute concentration, the Péclet number, the chemical potential of the ambient vapour, the disjoining pressure, and the intrinsic viscosity. The results are related to several experiments and to depinning transitions in other soft matter systems.

show abstract

Section: The Thin Film Modelmentioning

confidence: 87%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modelling the formation of structured deposits at receding contact lines of evaporating solutions and suspensions

2012

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…However, only very few studies allow contact lines to move and are therefore, in principle, able to describe the dynamics of a periodic deposition process, i.e., the stick-slip character of the process [5,114,[116][117][118]. Many works focus on evaporating drops with a contact line that always remains pinned at its initial position [115,[119][120][121]. This implies that they are only able to describe how a deposit forms for a fixed drop base, even if fully dynamic long-wave models are employed.…”

Section: Modelsmentioning

confidence: 99%

“…The final study with pinned contact line we present here, is the one in Ref. [121] where time simulations of the evolution equations (4)- (7)…”

Section: Modelsmentioning

confidence: 99%

Patterned deposition at moving contact lines

Thiele

2014

Advances in Colloid and Interface Science

109

150

View full text Add to dashboard Cite

When a simple or complex liquid recedes from a smooth solid substrate it often leaves a homogeneous or structured deposit behind. In the case of a receding non-volatile pure liquid the deposit might be a liquid film or an arrangement of droplets depending on the receding speed of the meniscus and the wetting properties of the system. For complex liquids with volatile components as, e.g., polymer solutions and particle or surfactant suspensions, the deposit might be a homogeneous or structured layer of solute -with structures ranging from line patterns that can be orthogonal or parallel to the receding contact line via hexagonal or square arrangements of drops to complicated hierarchical structures. We review a number of recent experiments and modelling approaches with a particular focus on mesoscopic hydrodynamic long-wave models. The conclusion highlights open question and speculates about future developments. * Electronic address: u.thiele@lboro.ac.uk;

show abstract

“…В данной работе для расчета эволюции распределения частиц вещества внутри испа-ряющейся пленки коллоидного раствора, а также профиля свободной поверхности плен-ки предлагается физическая модель, базирующаяся на уравнении Навье-Стокса в прибли-жении The Lubrication approximation [6][7][8][9], законе сохранения растворителя и уравнении конвекции-диффузии. Пленка помещена на твердую гидрофильную горизонтальную под-ложку.…”

Section: основные предположенияunclassified

Modelling of Evolution of Redistribution of Colloidal Particles and Shape of the Film Drying Under the Disk

Vodolazskaya¹,

Gerasimova²

2015

Bulletin of the SUSU. MMP

View full text Add to dashboard Cite

В работе предлагается модель для расчета распределения объемной плотности растворенных сферических частиц и профиля поверхности высыхающей на горизон-тальной подложке пленки коллоидного раствора, над которой располагается диск, ограничивающий испарение. Модель базируется на приближении The Lubrication approximation уравнения Навье-Стокса, законе сохранения растворителя и уравнении конвекции-диффузии. По мере высыхания пленки в тех областях, где объемная до-ля частиц достигает определенного значения, появляется твердая фаза, сохраняющая форму. В модели принято, что область твердой фазы ограничивает внутренние гид-родинамические потоки и поток испарения с поверхности. В жидкой фазе вязкость раствора и коэффициент диффузии растворенных частиц зависят от объемной плот-ности этих частиц. Плотность потока пара с поверхности пленки при наличии над ней диска определяется путем численного решения уравнения Лапласа для концентрации пара в пространстве, окружающем пленку. Расчет модели показывает, что высыхание пленки происходит неравномерно. На первом этапе испарения пленка вне диска быстро затвердевает, формируя на подложке слой твердого осадка одинаковой толщины. При этом в области под диском раствор остается жидким, течения выносят твердые ча-стицы к краю области. При дальнейшем испарении формируется профиль пленки под диском, где после полного затвердевания в слое твердого осадка наблюдается впадина.Ключевые слова: конвекция; диффузия; вязкость; испарение; коллоидный раствор. ВведениеВ последние годы внимание исследователей привлекают процессы, протекающие при высыхании капель и тонких пленок коллоидов. Интерес обусловлен, прежде всего, многочис-ленными приложениями, в первую очередь в области нанотехнологий. В настоящее время накоплено много экспериментальных данных по влиянию различных внешних факторов на процесc осаждения на подложке частиц растворенного в капле или пленке вещества, а также образование различных структур из этих частиц [1][2][3][4]. Как правило, основными составными частями рассматриваемых систем являются подложка, капля или пленка раствора с микро-или наночастицами в объеме растворителя и окружающая атмосфера. Изменяя параметры этих частей, например, изменяя подложку, ее температуру, состав и количество растворен-ных веществ, а также свойства окружающего пространства, можно получать различные неподвижные структуры (ансамбли) частиц, а также управлять их расположением на под-ложке. В работе [5] описан следующий эксперимент: пленка толщиной 3,5 мкм раствора ча-стиц диоксида кремния высыхает на горизонтальной подложке под непроницаемым диском. Растворенные частицы имеют форму шариков радиусом 11 нм, первоначальная объемная доля частиц составляет 0,1. Диск располагается на расстоянии 1 мм от пленки раствора, его радиус равен 2,5 мм. Во время испарения на поверхности раствора непосредственно под 46

show abstract

Desiccating colloidal sessile drop: dynamics of shape and concentration

Cited by 40 publications

References 36 publications

Modelling the formation of structured deposits at receding contact lines of evaporating solutions and suspensions

Modelling the formation of structured deposits at receding contact lines of evaporating solutions and suspensions

Patterned deposition at moving contact lines

Modelling of Evolution of Redistribution of Colloidal Particles and Shape of the Film Drying Under the Disk

Contact Info

Product

Resources

About