Thin Liquid Films: Dewetting and Polymer Flow

این کتاب رساله‌ای است در مورد خواص ترمودینامیکی و دینامیکی لایه‌های مایع نازک در سطوح جامد و به‌ویژه ناپایداری‌های گسیختگی آنها. برای مطالعه کمی این پدیده ها، لایه های نازک پلیمری (که گاهی اوقات به عنوان "فوق العاده نازک" نامیده می شود) ثابت شده است که یک سیستم مدل تجربی ارزشمند است.
چه چیزی ناپایداری های لایه نازک را خاص و جالب می کند؟ اولاً، لایه‌های پلیمری نازک کاربردهای مهمی دارند. بنابراین درک ناپایداری آنها برای طراحی چنین فیلمهایی اهمیت عملی دارد. فصل اول کتاب در نظر دارد تصویری از کاربردهای فعلی و چشم انداز برنامه های آینده امیدوار کننده ارائه دهد. دوم، فیلم‌های مایع نازک یک موضوع تحقیقاتی بین‌رشته‌ای هستند که منجر به ایجاد جامعه نسبتاً ناهمگونی می‌شود که روی این موضوع کار می‌کنند. این تلاش برای نوشتن متنی را توجیه می‌کند که ارائه‌ای منسجم از زمینه‌ای که محققان در جوامع تخصصی خود ممکن است به آن علاقه‌مند باشند، ارائه می‌دهد. در نهایت، لایه‌های مایع نازک، آزمایشگاه جالبی برای یک نظریه‌پرداز برای مقابله با یک نظریه تثبیت‌شده، هیدرودینامیک، با آن هستند. محدودیت ها بنابراین، لایه‌های نازک زمینه‌ای هستند که در آن تبادل و همکاری بسیار پرباری بین تجربی‌گرایان و نظریه‌پردازان وجود دارد.
این کتاب از سطوح ملموس‌تر به سطوح انتزاعی‌تر مطالعه امتداد می‌یابد: ما تقریباً از کاربردها از طریق تئوری و آزمایش به نظریه ریاضی دقیق پیشرفت می‌کنیم. برای یک دانشمند تجربی، این کتاب باید به عنوان یک مرجع و راهنمایی برای آنچه که اجماع فعلی در زمینه زیربنای نظری زمینه دینامیک لایه نازک وجود دارد، باشد. مشکلات بحث برانگیزی که هنوز در مورد آنها چنین اتفاق نظری حاصل نشده است به وضوح در متن نشان داده شده است و همچنین در فصل پایانی مورد بحث قرار گرفته است. از نقطه نظر تئوری، زمینه رطوبت زدایی عمدتاً از نظر ریاضی به شیوه ای «سبک» و در عین حال ظریف مورد بررسی قرار گرفته است و اغلب از استدلال های مقیاس بندی استفاده می شود. برای محققی که آموزش ندیده است، پیروی از این رویکرد همیشه آسان نیست. کتاب حاضر تلاش می‌کند بین «سبک» و «سخت‌تر» پل بزند، همیشه با جاه‌طلبی برای تقویت بینش و درک - و نادیده گرفتن ظرافت نظریه.

This book is a treatise on the thermodynamic and dynamic properties of thin liquid films at solid surfaces and, in particular, their rupture instabilities. For the quantitative study of these phenomena, polymer thin films (sometimes referred to as “ultrathin”) have proven to be an invaluable experimental model system.
What is it that makes thin film instabilities special and interesting? First, thin polymeric films have an important range of applications. An understanding of their instabilities is therefore of practical relevance for the design of such films. The first chapter of the book intends to give a snapshot of current applications, and an outlook on promising future ones. Second, thin liquid films are an interdisciplinary research topic, which leads to a fairly heterogeneous community working on the topic. It justifies attempting to write a text which gives a coherent presentation of the field which researchers across their specialized communities might be interested in. Finally, thin liquid films are an interesting laboratory for a theorist to confront a well-established theory, hydrodynamics, with its limits. Thin films are therefore a field in which a highly fruitful exchange and collaboration exists between experimentalists and theorists.
The book stretches from the more concrete to more abstract levels of study: we roughly progress from applications via theory and experiment to rigorous mathematical theory. For an experimental scientist, the book should serve as a reference and guide to what is the current consensus of the theoretical underpinnings of the field of thin film dynamics. Controversial problems on which such a consensus has not yet been reached are clearly indicated in the text, as well as discussed in a final chapter. From a theoretical point of view, the field of dewetting has mainly been treated in a mathematically ‘light’ yet elegant fashion, often making use of scaling arguments. For the untrained researcher, this approach is not always easy to follow. The present book attempts to bridge between the ‘light’ and the ‘rigorous’, always with the ambition to enhance insight and understanding - and to not let go the elegance of the theory.