Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129

Browse

Filters

20182

Settings

Scopus Q: search.filters.scopusQuartile.Q3Subject: search.filters.subject.Molecular dynamics

Search Results

Now showing 1 - 2 of 2
  • Article
    Citation - WoS: 37
    Citation - Scopus: 38
    Wetting of Chemically Heterogeneous Striped Surfaces: Molecular Dynamics Simulations
    (American Institute of Physics, 2018) Nguyen, Chinh Thanh; Barışık, Murat; Kim, BoHung
    Using molecular dynamics simulations, we thoroughly investigated the wetting behaviors of a chemically heterogeneous striped substrate patterned with two different wetting materials, face-centered cubic gold and face-centered cubic silver. We analyzed the density distributions, normal stress distributions, surface tensions, and contact angles of a water droplet placed on the substrates at different heterogeneities. We found that the density and stress profile of the water droplet near the substrate-water interface were noticeably affected by altering the gold and silver contents in the substrate. Specifically, a greater portion of gold (more wetting) or smaller portion of silver (less wetting) in the substrate composition induced higher densities and higher normal stresses in the vicinity of the substrate surface. Also, it was observed that the surface tensions at liquid-vapor interface and solid-vapor interface were not largely impacted by the change of the substrate composition while the solid-liquid surface tension decreased exponentially with increasing fraction of gold. Most importantly, we found that contact angle of a nanometer-sized water droplet resting on the chemically heterogeneous striped substrate does not show linear dependence on corresponding surface fractions like that predicted by Cassie-Baxter model at the macro-scale. Consequently, we proposed a method for successfully predicting the contact angle by including the critical effects of the substrate heterogeneity on both surface tensions and line tension at the three-phase contact line of the water droplet and the chemically striped substrate.
  • Article
    Silika Yüzeylerin Islanma Hareketlerinin Moleküler Dinamik ile Modellenmesi
    (Gazi Üniversitesi, 2018) Barışık, Murat
    Yeni üretim tekniklerine paralel olarak nano-boyutlu teknolojiler çok geniş bir uygulama alanında kullanılmaya başlanmakta ve yeni uygulamalar geliştirmek için keşfedilmesi ve anlaşılması gereken konular süratle artmaktadır. Bu doğrultuda, yeni uygulamalarda sıkça yer bulan silikon ve silikon-dioksitin mikro/nano boyutlardaki malzeme özelliklerinin anlaşılmasına büyük ihtiyaç oluşmaktadır. Özellikle bu yüzeylerin ıslanma hareketlerinin anlaşılabilmesi ve hatta kullanılacak uygulamaya göre ayarlanabilmesi sayısız uygulama için önem arz etmektedir. Bu nedenlerle, nano-teknolojide sıkça kullanılan silikon-dioksit malzemesinin ve su moleküllerinin nano-ölçeklerde moleküler olarak modellenmesi bu çalışmada gerçekleştirildi. Modelleme molekuler dinamik hesaplamaları ile yapıldı. Silikon-dioksit yüzey üzerinde nano su damlacıkları oluşturup, denge halinde oluşan ıslatma açısı ölçümleri yapıldı. Literatürde işlem yükünü azaltmak için sıklıkla uygulanan, katı yüzey termal titreşimlerinin ıslatmaya olan etkisinin ihmal edilmesi ve modellenmemesinin ıslatma açısına olan etkisi incelendi. Katı moleküllerin termal titreşimlerinin ıslatma modellenen ıslatma fiziğine baskın bir etkisi olduğu görüldü. Geçtiğimiz yıllarda doğa taklidi olarak bilinen çalışma çevreleri tarafından hayata geçirilmeye çalışılan Lotus yaprağı etkisi temelli yüzey ıslatma kontrolu moleküler seviyede uygulandı. Yüzey üzerinde oluşturulan nano boyutlardaki yüzey yapılarının ıslanma açısını değiştirebildiği gösterildi. Temiz (0 0 1) silika yüzeyinde nano ölçek çizgi gerilimi etkisi altında ölçülen ıslanma açısının deneysel silika ıslanma açısı aralığında olduğu bulundu.