替代呼吸用静止液滴的蒸发与沉积行为：基底润湿性及溶质效应的影响

《Langmuir》：Evaporation and Deposition Behavior of Surrogate Respiratory Sessile Droplets: Influence of Substrate Wettability and Solute Effect

呼吸道液滴蒸发沉积行为及基材润湿性影响研究。采用FOS和GLCM分析纹理，发现亲水基材形成环状沉积带与凝胶网络，疏水基材促进接触线晶体形成，表面活性剂通过降低表面张力稳定接触线，盐离子与聚合物浓度调控沉积形态演变。

　　

呼吸过程中形成的静止液滴的蒸发和沉积在传染性病原体的传播中起着关键作用。本研究探讨了含有盐类、聚合物和表面活性剂的模拟呼吸液体的干燥行为，重点研究了基底润湿性和溶质对蒸发动力学及沉积模式的影响。采用一阶统计量（FOS）和灰度共生矩阵（GLCM）来量化干燥沉积物的纹理特征。结果表明，液滴在普通玻璃、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和纳米涂层表面上以恒定接触半径（CCR）模式蒸发，但晶体成核和最终沉积形态存在显著差异。亲水性基底促进了晶体内环状成核，形成了由环状沉积带（边缘）、凝胶网络和树枝状簇（中心）组成的复合形态。相比之下，疏水性基底则促进了三相接触线（TPCL）附近的晶体成核。较高的疏水性使环状沉积带的宽度从0.1（玻璃）增加到0.22（纳米涂层表面），并增加了沉积物的复杂性，这体现在平均灰度值的下降（143降至108）和熵的增加（6.9升至8.1）。表面活性剂通过降低表面张力增强了液滴的扩散并稳定了接触线的固定，从而驱动聚合物向TPCL迁移，并在那里自组装成环状凝胶网络。盐离子通过静电相互作用促进了聚合物的聚集和相分离，并与表面活性剂共同作用抑制了“咖啡环效应”。此外，盐浓度的增加使晶体形态从针状转变为树枝状，最终变为花瓣状，形成了“边缘密集 – 中心稀疏”的分布，具有更高的纹理复杂性。相反，较高的聚合物浓度则导致沉积形态的反向非晶化以及非单调的纹理演变。