沉積咖啡顆粒構(gòu)成咖啡環(huán)斑形成-顆粒檢測顯微鏡
室溫下溶劑靜態(tài)液滴的蒸發(fā)
蒸發(fā)對溶劑靜態(tài)液滴的接觸角的影響已有研究。溶劑液滴在平滑基底
表面的蒸發(fā)過程有三個(gè)階段。第一階段中，液滴的直徑保持不變；或者液
滴—基底區(qū)域不受影響。隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，液滴質(zhì)量減小，接觸角和液滴
的高度減小，直至達(dá)到后退角。隨即，第二階段開始，液滴直徑收縮，接
觸角依舊保持不變，而液滴—基底區(qū)域縮小。最后，液滴直徑和接觸角縮
小，直至蒸發(fā)結(jié)束。一般來說，較小初始接觸角的液滴具有較高的蒸發(fā)率
，其質(zhì)量損失呈線性變化。
液滴在粗糙表面上的蒸發(fā)行為類似，除了不存在第二階段，這里液滴
直徑保持不變，是南于液滴的接觸線受到粗糙表面的限制。
基底對于液滴的蒸發(fā)也有作用，液滴的蒸發(fā)率被基底熱學(xué)性能限定，
這對于高蒸發(fā)率的液滴尤為常見。當(dāng)液滴沉積在基底上，可能發(fā)生兩種極
端情況。如果基底是一個(gè)很好的熱絕緣體，那么蒸發(fā)速率隨液滴—?dú)庀嘟?BR>面面積的改變而改變。然而，如果基底是一個(gè)完美的導(dǎo)熱體，則蒸發(fā)速率
還受另一機(jī)理影響，即基底和液滴之間的熱傳遞。在第二種情況下，液滴
的蒸發(fā)速率比在熱絕緣體上的快。
應(yīng)當(dāng)指；H，在噴墨打印實(shí)驗(yàn)中，玻璃常被用作基底，它是一種絕緣體
。同 回樣，盡管已經(jīng)觀察到溫差毛細(xì)管表面的不穩(wěn)定性可以促進(jìn)揮發(fā)性
液滴在導(dǎo)電基底（硅和銅）上的鋪展和蒸發(fā)，但是在玻璃基底上觀察不到
這些液滴的表面振動(dòng)。
室溫下懸浮液靜態(tài)液滴的蒸發(fā)
光滑基底上懸浮液靜態(tài)液滴的蒸發(fā)行為和上節(jié)巾所述粗糙基底上溶劑
液滴的行為類似。在蒸發(fā)初始階段，液滴直徑保持不變，而液滴的接觸角
和高度降低。然而，由于微滴是由懸浮顆粒（或在溶液液滴中的沉淀物）
和載體溶劑組噴墨打印油墨化學(xué)成的，其中的一些顆粒沉積在接觸線附近
固定住了液滴，液滴的直徑保持不變I”。隨著蒸發(fā)的繼續(xù)，補(bǔ)給溶劑攜帶
懸浮物質(zhì)從液滴的中心流到其同定邊緣。這個(gè)過程持續(xù)進(jìn)行，直到蒸發(fā)完
成，最好形成通常被稱為“咖啡環(huán)”的圖案。
沉積的咖啡顆粒構(gòu)成咖啡環(huán)斑形成的實(shí)際條件仍存有爭議，大部分的
爭論焦點(diǎn)集中在接觸線是否最初就被同定的問題上。利用膠體懸浮液的液
滴在原子級平滑程度的云母基底上的行為來探討白固定問題。他認(rèn)為，環(huán)
的形成是因?yàn)榻佑|線不能移動(dòng)，基底上原有的某些條件暫時(shí)“錨”住了液
滴，直到固體物質(zhì)累加。
底實(shí)驗(yàn)后，認(rèn)為環(huán)的形成與接觸線固定無關(guān)，形成環(huán)的材料是引起接觸線
固定的原岡。一條同定的接觸線、黏附到基底表面的顆粒、液滴邊緣附近
的蒸發(fā)速率較高以及抑制由蒸發(fā)潛熱造成的馬朗格尼效應(yīng)。很容易看出，
咖啡環(huán)現(xiàn)象已經(jīng)引發(fā)了對其形成的確切條件的諸多觀點(diǎn)。但人們普遍認(rèn)同
的是，環(huán)的材料來自懸浮液液滴的蒸發(fā)，形成環(huán)的顆粒是南一股很強(qiáng)的補(bǔ)
充液流帶到那里的，液流源自液滴的中心，并由同定接觸線上載體溶劑的
蒸發(fā)所驅(qū)動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)室溫下蒸發(fā)含有銀納米顆粒的懸浮液滴而形成的環(huán)
的導(dǎo)電性是本體銀的l5%。固 咖啡環(huán)已經(jīng)使用噴墨打印機(jī)來研究，它產(chǎn)
生大量具有相同體積和均勻尺寸的二氧化硅顆粒組成的含水液滴‘”’。
研究表明，懸浮顆粒的尺寸影響到印刷圖形干燥后的最終形貌。如果微滴
形成的接觸角小于90，，較小的顆粒比大顆粒更靠近接觸線。
顆粒的這種沉積行為可以通過干燥液滴的邊緣的楔形進(jìn)行說明，這些邊緣
在物理上限制了顆粒朝液滴的外圍移動(dòng)。
