KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

Microscopic origin of droplet line tension

Aurbach, Franziska 1,2; Wang, Fei ORCID iD icon 1,2; Nestler, Britta 1,2
1 Institut für Angewandte Materialien – Mikrostruktur-Modellierung und Simulation (IAM-MMS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The size dependence of the equilibrium contact angle of sessile droplets, commonly termed line tension, lies beyond classic Young’s law. Here, we identify a fundamental contribution to line tension arising from body gravity effects and surface-pressure effects within an adsorption layer. This mechanism resolves the multiscale behavior of droplets from nanometric to millimetric sizes, for which the apparent line tension changes sign and spans several orders of magnitude, consistent with existing experiments and simulations. The sign and magnitude are governed by surface wettability, the surface composition in the adsorption layer, and droplet size. Our results provide a unified physical interpretation of the experimentally observed variability in both the sign and magnitude of line tensions.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000194786
Veröffentlicht am 29.06.2026
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für Angewandte Materialien – Mikrostruktur-Modellierung und Simulation (IAM-MMS)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsdatum 28.06.2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0021-9606, 1089-7690
KITopen-ID: 1000194786
Erschienen in The Journal of Chemical Physics
Verlag American Institute of Physics (AIP)
Band 164
Heft 24
Seiten 244702
Vorab online veröffentlicht am 24.06.2026
Nachgewiesen in OpenAlex
Scopus
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page