Формирование кольцевых структур в высыхающей под шаблоном пленке коллоидного раствора

Abstract

В работе предложен метод формирования концентрических кольцевых структур из микро- и наночастиц на непроницаемой поверхности в результате испарения пленки коллоидного раствора под специальным шаблоном. Описанный способ изучается теоретически. Математическая модель начальной стадии процесса решена численно. Модель включает уравнение неразрывности, уравнение движения и уравнение конвекции–диффузии для случая системы с переменной массой. Результаты расчетов показали, что в заданных шаблоном местах массовая доля частиц, движимых радиальным течением, увеличивается значительно. Для подтверждения метода необходимо проведение эксперимента. The author offers a method of formation of concentric ring structures out of micro-and nanoparticles on impermeable surfaces as a result of evaporation of the film of colloidal solution under a special mold. The above mentioned method is studied theoretically. A mathematical model of initial stage of process is solved numerically. The model includes the continuity equation, the motion equation and the convection–diffusion equation for the case of a system with a variable mass. Results of calculations have shown that mass fraction of particles transferred by the radial flow increases considerably in the areas set by the mask. To confirm the feasibility of the method a full-scale experiment should be carried out.