Dip-coating:Hvordan forudsiges tykkelsen af ​​tynde film?

Nedsænkningsmetoden til påføring af en belægning på et objekt udgør en central udfordring:at forudsige tykkelsen af ​​det lag, der vil dække objektet. Dette spørgsmål rejser vigtige økonomiske spørgsmål for producenterne. Et team fra CBI-laboratoriet ved ESPCI Paris og fra College de France har udviklet en eksperimentelt verificeret teoretisk ramme til at forudsige belægningstykkelsen i tilfælde af flydespændingsvæsker. Forskerne rapporterede netop deres fund i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve .

For at dække et objekt med en flydende belægning, genstanden er ofte nedsænket i et væskereservoir og derefter trukket ud. Denne teknik, kendt som dip-coating, er tidligere blevet undersøgt både eksperimentelt og numerisk, når væsken har en flydespænding (såsom maling, geler, lim, skum eller cremer), men en fuldstændig beskrivelse af adfærden har manglet. Forskerne tog fat på dette problem ved at studere et modelsystem, hvor aksial symmetri spiller en vigtig rolle. Det indebærer at kaste en cylindrisk stang ned i et cylindrisk bad. De viste, at tykkelsen af ​​den aflejrede belægning skyldes væskestrømmen forårsaget af stangens bevægelse. Imidlertid, denne strøm afhænger hovedsageligt af reservoirets geometri og dimensioner. For flydespændingsvæsker, det er derfor badets geometri, der bestemmer tykkelsen af ​​den aflejrede film (dimensionerne af det tilbagetrukne objekt er også en vigtig faktor).

Disse eksperimentelle resultater er i overensstemmelse med numeriske beregninger af væskemekanikken. Dette arbejde vil utvivlsomt interessere producenter, der bruger dip-coating-processen til at påføre belægninger, om det er maling, cement, geler eller endda chokolade (forskernes favorit).