하이브리드 표면 액체 나트륨 기포 핵생성
본 연구는 분자동역학 시뮬레이션을 통해 친수성 및 소수성 스트라이프가 교차하는 하이브리드 표면에서 액체 나트륨의 기포 핵생성 특성을 조사했습니다. 벽 온도와 스트라이프 너비를 독립적으로 조절하여 열적 구동력과 기하학적 스케일 효과를 분리하여 분석했습니다. 벽 온도 715K에서는 소수성 스트라이프에서만 핵생성이 발생했으며, 735K에서는 친수성 표면에서도 독립적인 2차 핵생성이 관찰되었습니다. 865K에서는 핵생성이 두 영역에서 동시에 시작되어 젖음성 대비가 무의미해졌고, 1100K에서는 친수성 스트라이프에서 더 많은 증기 핵이 형성되는 역전 현상이 나타났습니다. 이는 핵생성 부위 선택을 지배하는 운동 및 잠재 에너지 분포의 일관된 분리를 보여줍니다. 스트라이프 너비 20.4nm에서 4.08nm로 감소시키면 측면 열 결합이 강화되어 핵생성 시작 시간이 단조롭게 감소했습니다. 특히 2.04nm의 미세 너비에서는 친수성 스트라이프에서 핵생성이 먼저 발생하는 완전한 핵생성 부위 선호도 역전이 발견되었습니다. 이는 기하학적 제약이 소수성 핵생성을 억제하고, 친수성 계면의 우수한 열 전도성이 더 높은 자유 에너지 장벽을 극복하기 때문입니다. 이러한 분자 수준의 통찰력은 고온 액체 금속 냉각 시스템에서 하이브리드 젖음성 표면 아키텍처를 설계하는 데 중요한 기반을 제공합니다.