Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
9
Добавлен:
19.06.2020
Размер:
1.21 Mб
Скачать

Derivation of Young’s Equation

V

S

A

G

=

πR3

(1cosθ)2

(2

+cosθ)

3

 

 

 

 

θ

= 2πR2 (1cosθ)

 

 

 

 

 

 

 

R θ

=π(R sinθ)2

 

 

 

 

 

 

G =γLV S +γSL A +γSV (AA)

 

9πV 2

 

1/3

=

 

 

 

(2γLV a(1+cosθ))

(1cosθ)(2 +cosθ)

2

 

 

 

 

where, a =γSV γSL

Energy minimization: dG

= 0 gives, cosθE = (γSV γSL )/ γLV

dθ

 

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

Corrugation improves hydrophobicity

Flat surface

cosθE = (γSV

γSL )/ γLV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γLV cosθE

=1×(γSV γSL )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

With corrugation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Top view

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γLV cosθ* =φ(γSV γSL ) (1φ)γLV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ = fractional area covered by the pillars

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

θ* = contact angle of new droplet

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Determine periodicity φ to make the surface hydrophobic, Because we have weakened the influence of the substrate

Alam, Principles of Nanobiosensors, 2013

Droplet evaporation enhances sensitivity

A

B

B’

A’

A- A’ B- B’

| Z(t1) |

LCR meter time↑ » ρ ↑ » Vpp =10 mV

|Z|↓

| Z(t2 ) |

• Several data-points in one measurement cycle: Not an endpoint measurement

• Better resolution is achieved upon evaporation

Geometry of diffusion & phase space of biosensors

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ns2

 

1

 

ts ~

Ns a

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ts ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

2

 

D ρ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке Мікро- та наносенсори