بررسي عددي ترشوندگي بسترهاي مسي با نانورولايه هاي شبه گرافني

در اين پژوهش، ترشوندگي بسترهاي مسي پوشيده با نانوساختارهاي شبه گرافني - فسفرن، بروفن، ژرمنن و سيليسن - با هدف تعيين نقش پارامترهاي مختلف و تعيين شرايط وقوع پديده شفافيت ترشوندگي براي اين دسته از رولايه ها مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، كليه شبيه سازي ها به كمك نرم افزار LAMMPS و به روش ديناميك مولكولي انجام شده است. از نانوقطرات متشكل از 4000 مولكول آب در شبيه سازي ها استفاده شده و پتانسيل برهم كنشي مورداستفاده، تركيبي از پتانسيل كولني و لنارد جونز مي باشد. نتايج شبيه سازي ها نشان مي دهد كه زاويه تماس سيستم براي نانوقطرات متشكل از 4000 مولكول آب و بزرگتر مستقل از اندازه نانوقطره و براي نانوقطرات كوچكتر، داراي رابطه معكوس مي باشد. همچنين، افزايش آب‌گريزي بستر و آب‌دوستي رولايه ها بدون توجه به نوع رولايه، با افزايش دماي سيستم مشاهده مي شود. از سوي ديگر، افزايش قدرت برهم كنش رولايه، كاهش زاويه تماس سيستم را مشابه رولايه گرافني به‌همراه خواهد داشت و بستر نيز بر رفتار ترشوندگي سيستم اثرگذار است اما نه به اندازه اي كه رولايه مي تواند با تحميل قدرت برهم كنش خود، رفتار قطره بر روي سطح را تحت تأثير قرار دهد. رفتار ترشوندگي مشابه ژرمنن و سيليسن در موارد مختلف به چشم مي خورد كه اين تشابهِ رفتار ترشوندگي را مي توان به پارامترهاي ساختاري و برهم كنشي نزديك به هم اين دو رولايه نسبت داد. با افزايش تعداد لايه هاي رويين، اثر رولايه بر بستر غالب مي‌شود اما با افزايش تعداد رولايه ها، ميزان تغييرات زاويه تماس نهايي سيستم كاهش مي‌يابد. علاوه براين، افزايش پهناي چاه پتانسيل بستر، روندي صعودي را براي سيستم بدون رولايه و روندي نزولي را براي سيستم داراي رولايه بهمراه دارد كه اگر به اختلاف زاويه تماس بين سيستم هاي متشكل از رولايه هاي مختلف دقت كنيم، افزايش پهناي چاه پتانسيل برهم كنشي بستر، كاهش اين اختلاف زاويه تماس را بهمراه خواهد داشت؛ كاهشي كه بين ژرمنن و ساير نانوساختارها محسوس تر مي باشد.