Elastokapillära fenomen vid vätning av tvådimensionella material

Forskningsprojekt, 2024 – 2027

Alla är vi bekanta med att på vissa material ligger vatten i droppar, medan det på andra material flödar ut. Hur vätskan beter sig beror på dess ytspänning och krafterna som verkar mellan ytan och vätskan. Eftersom de krafter som påverkar vattnet kommer från ytan, innebär det att vätskan verkar med motsvarande krafter på ytan. De flesta ytor i vår vardag är så styva att de inte kommer att påverkas av dessa krafter. Vätning av ytor på mycket nano-skalan (miljondels millimeter) är ett stor forskningområde eftersom det är viktigt för utveckling av framtida nanoteknologi.  Dock kan så små droppar sällan utöva tillräckliga krafter på ytan för att deformera den, och inom nanoteknologi kan deformationerna för det mesta försummas.  Det finns dock material som är så tunna, endast ett atomlager tjocka, att även nanometerstora vattendroppar kan få dem att böjas. Dessa material, så kallade två dimensionella material, har studerats mycket under det senaste decenniet. Trots att detta, och att denna typ av vätningsdeformationer studerats allt mer under senare år, har ingen hittills systematiskt undersökt hur vätning deformerar dessa membran. I det här projektet kommer vi att undersöka hur samspelet mellan vätning och deformation sker i mycket små system genom att simulera hur de enskilda atomerna i vattnet och membranen rör sig. På en molekylär nivå, uppstår nya fenomen, som inte kan ses ens med det bästa av mikroskop. Denna typ av fenomen är det som ligger till grund för nanoteknologi.