沉積咖啡顆粒構成咖啡環斑形成-顆粒檢測顯微鏡
室溫下溶劑靜態液滴的蒸發
蒸發對溶劑靜態液滴的接觸角的影響已有研究。溶劑液滴在平滑基底
表面的蒸發過程有三個階段。第一階段中，液滴的直徑保持不變；或者液
滴—基底區域不受影響。隨著蒸發的進行，液滴質量減小，接觸角和液滴
的高度減小，直至達到后退角。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—基底區域縮小。最后，液滴直徑和接觸角縮
小，直至蒸發結束。一般來說，較小初始接觸角的液滴具有較高的蒸發率
，其質量損失呈線性變化。
液滴在粗糙表面上的蒸發行為類似，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也有作用，液滴的蒸發率被基底熱學性能限定，
這對于高蒸發率的液滴尤為常見。當液滴沉積在基底上，可能發生兩種極
端情況。如果基底是一個很好的熱絕緣體，那么蒸發速率隨液滴—氣相界
面面積的改變而改變。然而，如果基底是一個完美的導熱體，則蒸發速率
還受另一機理影響，即基底和液滴之間的熱傳遞。在第二種情況下，液滴
的蒸發速率比在熱絕緣體上的快。
應當指；H，在噴墨打印實驗中，玻璃常被用作基底，它是一種絕緣體
。同 回樣，盡管已經觀察到溫差毛細管表面的不穩定性可以促進揮發性
液滴在導電基底（硅和銅）上的鋪展和蒸發，但是在玻璃基底上觀察不到
這些液滴的表面振動。
室溫下懸浮液靜態液滴的蒸發
光滑基底上懸浮液靜態液滴的蒸發行為和上節巾所述粗糙基底上溶劑
液滴的行為類似。在蒸發初始階段，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”。隨著蒸發的繼續，補給溶劑攜帶
懸浮物質從液滴的中心流到其同定邊緣。這個過程持續進行，直到蒸發完
成，最好形成通常被稱為“咖啡環”的圖案。
沉積的咖啡顆粒構成咖啡環斑形成的實際條件仍存有爭議，大部分的
爭論焦點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。他認為，環
的形成是因為接觸線不能移動，基底上原有的某些條件暫時“錨”住了液
滴，直到固體物質累加。
底實驗后，認為環的形成與接觸線固定無關，形成環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
的蒸發速率較高以及抑制由蒸發潛熱造成的馬朗格尼效應。很容易看出，
咖啡環現象已經引發了對其形成的確切條件的諸多觀點。但人們普遍認同
的是，環的材料來自懸浮液液滴的蒸發，形成環的顆粒是南一股很強的補
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
蒸發所驅動。他們發現室溫下蒸發含有銀納米顆粒的懸浮液滴而形成的環
的導電性是本體銀的l5%。固 咖啡環已經使用噴墨打印機來研究，它產
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行說明，這些邊緣
在物理上限制了顆粒朝液滴的外圍移動。
