الکترو وتینگ (electro wetting)

الکترو وتینگ مي‌تواند به عنوان يك ابزار براي گسترش قطرات مايع (مثلاً آب) تعريف شده برروي سطح جامد هيدروليكي (به عنوان مثال فيلم‌هاي پليمري) البته اين روش بسيار جديد است كه داراي خواص بسيار جذاب براي دستكاري حجم هاي نازكي است، كه آن را براي مثال در بيوتكنولوژي استفاده دراد. اصل الكترو وتينگ اعمال يك ميدان الكتريكي بين قطره مايع هادي و سطح جامد به منظور تغيير سطح گسترش قطره است با توجه به حجم مايع خصوصيت اصلي در تشريح قطره، زاويه ترشوندگي حال به توضيح چند مقاله از جنبه‌هاي تجربی electro wetting پرداخته و برخي آناليزهاي تجربه ارائه شده است. electro wetting كه هنوز هم توسط فيزيكدانان مورد مطالعه است زاويه تماس اشباع است. در منابع استفاده شده به چندين مكانيسم پيشنهاد شده است كه توضيح داده خواهد شد. هنگامي كه افزايش ولتاژ الكتريكي اعمال شده، گسترش مي‌يابد، قطره مايع برريو جامد و زاويه خيس كردن كاهش مي‌يابد. با اين حال بايد اين ولتاژ اعمال شده كمتر از مقدار ولتاژ بحراني باشد. تا اين مقدار بحراني زاويه تماس را مي‌توان از معادله ليپمن با استفاده از تقريبي از خازن صفحه‌اي بكار برد.

براي مقادير بالاتر، مشاهده مقدار اشباع زاويه تر شوندگي براي حجم‌هاي بالاتر، ناپايداريهاي تماس خط مايع جامد ـ گاز قابل وقوع است. فرضيه‌هاي كمي براي توضيح پديده‌ي اشباع وجود دارد. براي مثال به يونيزاسيون هوا تأثيرات الكترواستاتيك در نزديكي خط ترشوندگي استفاده مي‌كنيم كه البته شكل مدل‌سازي كامل electro wetting بازهم باقي مانده است. از جهات ديگر مي‌توان نشان داد كه زاويه تماس به پتانسيل مربوط نيست. كه اين برابر با زاويه استاتيك (ايستا) باقي مي‌ماند (مانند زماني كه پتانسيل صفر است).

داده‌ها و نتايج بدست آمده كه سازگار با خازن صفحه‌اي (معادله‌ي ليپمن) است كه فقط براي ولتاژهاي پايين است، براي ولتاژهاي بالاتر از معادله‌ي ليپمن انحراف دارد. با اين حال در مدل حاضر ما زاويه اشباع ترشوندگي را بازيابي نمي‌كنيم، اما انحراف از شكل از معادله‌ي ليپمن قابل توجيه است. از جهات ديگر ما تأكيد و توجه خود را برروي انحناي سطح حجم قطره مي‌باشد. انحناي محاسبه شده در همه جا مجاورت نقطه تماس ثابت است.

اگر سطح تماس مجاور را بالا ببريم شاهد افزايش انحنا شده اين رفتار براي همه پتنسيل‌ها اعمال مي‌شود. ما در اينجا هم چنين به بررسي معكوس آن مي‌پردازيم يعني در اينجا ما به دنبال شكل قطره به طوري كه در آن كل انرژي را به حداقل مي‌رساند. كه به انرژي ميدن الكتريكي بستگي دارد كه راه حل محاسبه آن استفاده از معادله ديفرانسيل با مشتقات جزئي است. كه در آن حجم مايع داده شده و ثابت مي‌باشد كه آن را به عنوان محدوديت برابري در نظر مي‌گيريم با استفاده از معادلات لاگرانژ براي پيدا كردن يك راه حل دقيق راه حل مناسب با استفاده از الگوريتم Vzawa و شبه نيوتن است. در اين تحقيق به شكل و تغيير شكل قطرات پرداخته. پس از آن شيب شكل و پارامترهاي بهينه‌سازي استنباط شده است.