Hidrofobicidade em superfícies fractais ordenadas

• Autor(a) principal: Ramos, Iara Patrícia da Silva
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/266320
• topic: Molhabilidade; Ângulo de contato; Modelo teórico; Simulação de Monte Carlo; Wettability; Contact angle; Fractal surfaces; Theoretical model; Monte Carlo simulations

Quando observamos uma gota se espalhando sobre uma superfície, na verdade estamos observando o fenômeno de molhabilidade, que é a capacidade de um líquido se espalhar ou aderir a uma superfície sólida. Esse espalhamento é quantificado pelo ângulo de contato aparente formado entre a interface líquido-sólido e a superfície. Esse fenômeno tem sido amplamente estudado pela comunidade científica devido às suas diversas aplicações na tecnologia. Apesar de existir uma relação entre as propriedades de molhabilidade e os parâmetros geométricos de superfícies, não só lisas mas que apresentam fractalidade, e que são amplamente discutidas na literatura, ainda existem divergências sobre esse tema. Neste estudo, propomos um modelo teórico simples para descrever as propriedades de molhabilidade de uma gota de água em uma superfície estruturada hierarquicamente e testamos as previsões do modelo, bem como a dependência do estado de molhabilidade da gota em relação às condições iniciais, por meio de simulações do modelo de Potts de 3 estados. Demonstramos que, ao aumentar o nível de auto-similaridade n, o estado de molhabilidade estável da gota não é significativamente afetado, mas o ângulo de contato aumenta. Além disso, as simulações revelam a existência de estados metaestáveis nessas superfícies e demonstram que, à medida que n aumenta, a metaestabilidade se torna mais pronunciada. Por fim, concluímos que a dimensão fractal da superfície não é um bom preditor do ângulo de contato da gota.