数值模拟案例：Lammps不同亲疏水性粗糙表面的润湿性为模拟

前言—润湿行为（不同亲疏水性）模拟

润湿现象：当液体与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面延伸。当接触角日为锐角时，液体润湿固体，若为零时，液体将展延到全部固体表面上。润湿现象的产生与液体和固体的性质有关。

 

润湿行为的本质是固液之间的相互作用，也就是分子间的范德华力，湿润性被认为是定义液体与固体表面接触的基本的性质之一，从宏观到微观中普遍存在，如海滩涨潮、细胞膜离子通道等。

 

 

 

液体浸润现象的模拟需要建立液滴和具有一定粗糙度的固体。

粗糙固体表面建模

在生成粗糙表面时，这里提供2种参考思路：

1. 在LAMMPS中通过循环建立粗糙表面的微结构的空间分布、尺寸和形状；

2. 使用MATLAB编程实现，写出粗糙表面的形状控制方程（一般是一个与x,y相关的二元函数），然后通过VMD循环读取并打印。当然也可以根据晶格的特点，写出不同的晶格函数，输出图像后再用VMD打印。

 

 

液滴

这里，我们用水分子作为液滴的模型，水分子选择TIP3P水模型。

由于物质选择的是水分子，所以我们选择范德华力作为力场，水分子和固体之间的接触采用范德华力乘以一个表面摩擦系数来简单表示。注意：实际情况中，表面的亲疏水性会更加复杂，可能会受到表面电荷分布、官能团、PH值的不同而变化，这是只是简单通过范德华力乘以表面粗糙稀疏做一个简单的计算。

水分子采用分子模板建模，随机放在系统中。