گذار فاز مرتبۀ اول ترشوندگی وابسته به دما روی یک سطح گرافیتی

در این مقاله با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی وابستگی تر شوندگی یک سطح گرافیتی متشکل از دو لایۀ گرافن به دما، برای سه تا از مدل‌های متداول آب مطالعه شده است. برای هر دمای مفروض، شدت ترشوندگی سطح گرافیتی با تخمین زاویۀ تماس قطرۀ ماکروسکوپی از روش برون‌یابی نمودار زاویۀ تماس بر حسب وارون شعاع برای نانو قطره‌های آب تعیین شده است. اگر چه مدل‌های مورد استفاده در اینجا ترشوندگی ناچیزی در دمای اتاق نشان می‌دهند، نتیجة شبیه‌سازی‌های ما حکایت از رویداد گذار فاز ترشوندگی برای هر سه مدل مورد مطالعه در دماهایی کوچک‌تر از دمای بحرانی آنها دارد. روند مشاهده ‌شده برای وابستگی زاویۀ تماس به دما و اندازۀ تقریبی دمای گذار، قابل ‌مقایسه با نتایج تجربی است که اخیراً برای گرافیت گزارش شده است. برازش منحنی‌ها به یک مدل پیشنهادی نشان می‌دهند که رخداد گذار فاز برای هر سه مدل از مرتبۀ اول است.

First-order phase transition of temperature-dependent wettability on a graphite surface

In this paper, using molecular dynamics simulation, the wettability dependence of a graphite surface consisting of two layers of graphene on temperature is studied for three water models. For each given temperature, the wettability of the graphite surface is determined by estimating the contact angle of the macroscopic droplet using extrapolation method in terms of inverse radius for water nanodroplets. Although the used models show little wettability at room temperature, the result of our simulations suggests a wetting transition event for all three models studied at temperatures lower than their critical temperature. The observed trend for the dependence of the contact angle on temperature and the approximate value of the transition temperature is comparable to the experimental results recently reported for graphite. Fitting the curves to a proposed model shows that the wetting transition event is first order for all three models.