Verteilung und Ablagerung von Partikeln in verdampfenden festsitzenden Tröpfchen

Dieses Forschungsprojekt untersucht die Partikelablagerungsmuster von Tropfen, die mit Partikeln beladen sind, während sie verdunsten. Solche Ablagerungen sind für Anwendungen wie Tintenstrahldruck und RNA-Sequenzierung von entscheidender Bedeutung. Trotz umfangreicher Forschung fehlen grundlegende Einblicke in die Mechanismen der Partikelstreuung und -ablagerung, insbesondere im Hinblick auf
Partikel-Partikel- und Partikel-Substrat-Wechselwirkungen, die Partikelanordnung an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche und die Auswirkungen der Partikelgrößenverteilung. Die Ziele des Projekts
umfassen: (i) die Quantifizierung der Rolle von van-der-Waals-Kräften bei der Partikelstreuung, (ii) die Identifikation optimaler Bedingungen für die Partikelanordnung an der Grenzfläche und (iii) die Analyse der Auswirkungen der Partikelgrößenverteilung auf die Streuung und Trennung von kugelförmigen und ellipsoiden Partikeln. Dazu wird ein effizientes Simulationstool entwickelt, das die Verdunstung von partikelbeladenen Tropfen modelliert und physikalische Mechanismen wie kapillare Anziehung berücksichtigt.