为什么悬浮的液滴会突然塌陷进空隙？
在 Cassie-Baxter 态下，液滴坐在微柱顶部，下方困住空气，就像人躺在钉床上。随着液滴蒸发，它会缩小，把液体托在空隙上方的力平衡随之减弱。当液面无法再被支撑并沿柱侧壁向下推进时，就发生了向 Wenzel 态的转变。一个考虑了柱边缘接触线钉扎与去钉扎的力平衡模型，可以捕捉微柱 PDMS 基底实验以及其他研究中不同几何数据的这一转变 [3]。
确切的触发机制取决于柱间距。对于间距为 80 微米的表面，转变起始由压力驱动的毛细侵入主导：缩小液滴的内部压力足以把液体推入空隙 [1]。对于更细的间距（60 微米），经典失稳判据并不满足；取而代之的是，蒸发诱导的蒸气限制被提出为物理上合理的机制，它促进润湿膜生长和侧壁推进 [1]。这意味着同一个可见事件——液滴从悬浮切换到塌陷——可能因表面结构不同而有不同的物理原因。
柱几何和液滴大小如何决定阈值？
Cassie-Baxter 态的稳定性并非固定不变；它取决于柱几何、平衡接触角和液滴体积。由 Cassie-Baxter 方程导出并用三维格子玻尔兹曼模拟验证的转变判据表明，对于这些参数的某些组合，悬浮态会从亚稳态变为不稳定 [2]。实际来说，一个大液滴可能稳稳悬浮，但随着蒸发缩小，它可能变得不稳定，因为同样的柱间距相对于液滴不断变化的曲率和压力提供的支撑更少。
对电场触发转变的理论建模补充了一个相关见解：对于固定液滴体积，在微柱图案化表面上迫使转变所需的临界电压随表面粗糙度增加，而更小的液滴倾向于放宽转变的临界条件 [4]。尽管该模型处理的是外加电场而非蒸发，它支持一个总体图景：更小的液滴和某些粗糙度尺度使悬浮态更容易失稳。在蒸发中，液滴体积持续缩小，因此随着水分离开，系统实际上在向不稳定区域推进。
什么使转变发生得更早或更晚？
转变的时机可以通过添加剂和外场来改变。在直流电场下微柱阵列 PDMS 表面上，观察到十二烷基硫酸钠液滴蒸发期间在相对较低的初始表面活性剂浓度下发生 Cassie-Baxter 向 Wenzel 的转变。对于固定电压，转变随初始表面活性剂浓度增加而更早发生；对于固定表面活性剂浓度，转变随电压增加而更早发生 [5]。这表明塌陷并非纯粹的几何必然——表面化学和电力可以移动阈值。
基底温度和胶体颗粒也有影响。在矩形微柱 PDMS 表面的实验中，基底加热促进了转变后由弯月面介导的二次铺展，而胶体颗粒通过增强钉扎抑制了转变诱导的铺展 [1]。这些效应改变的是液滴已经塌陷之后发生的事，但它们也意味着接触线的状态——钉扎或可移动——是同一个力平衡的一部分，而这个力平衡控制着转变是否发生以及何时发生。
转变能被足够准确地预测以用于设计表面吗？
实际应用中，当主导机制是毛细侵入时，转变可以被相当有把握地预测。力平衡模型捕捉了所报道实验以及文献中各种几何基底的转变 [3]，而格子玻尔兹曼模拟与改进的转变判据在不同柱距、接触角和液滴体积下吻合良好 [2]。这为设计者提供了一种方法，来估计给定的柱间距和液滴大小能否保持悬浮直到干燥。
较不确定的情况是经典判据失效的更细柱区间。在那里，提出的机制——蒸气限制促进润湿膜生长——被描述为物理上合理而非已证实 [1]。还观察到转变以纯几何模型无法捕捉的方式依赖于表面活性剂浓度和电压 [5]。所以诚实的答案是：主要成因在轮廓上已被理解——缩小的体积、柱间距和接触线处的力平衡——但在非常细的纹理上确切的触发机制仍是一个活跃问题。
本文引用的文献
矩形微柱表面上几何编码的液滴蒸发：从润湿态转变到可编程胶体沉积形貌
在矩形微柱 PDMS 表面上，Cassie-Baxter 向 Wenzel 的转变取决于柱几何和温度；对于 80 微米间距，它由压力驱动的毛细侵入主导，而对于 60 微米间距，蒸发诱导的蒸气限制和润湿膜生长被提出为机制。
用格子玻尔兹曼模拟验证周期性柱状表面从 Cassie-Baxter 到 Wenzel 态的转变判据
基于 Cassie-Baxter 方程的改进转变判据能预测给定柱几何、接触角和液滴体积下悬浮态何时变得不稳定，并与格子玻尔兹曼模拟一致。
图案化表面上的水滴蒸发：实验数据和唯象模型
一个针对 Cassie-Baxter 向 Wenzel 转变的力平衡模型准确捕捉了微柱 PDMS 基底上的实验观察以及文献中各种几何的数据。
电场触发的纹理表面 Cassie-Baxter-Wenzel 润湿转变
在电场触发润湿转变的理论模型中，对于固定液滴体积，微柱图案化表面上的临界电压随表面粗糙度增加，而更小的液滴放宽临界条件。
直流电场下微柱阵列非润湿表面上稀十二烷基硫酸钠液滴的润湿与蒸发
在直流电场下微柱阵列 PDMS 上十二烷基硫酸钠液滴蒸发期间，固定电压下初始表面活性剂浓度越高，Cassie-Baxter 向 Wenzel 转变越早发生；固定表面活性剂浓度下电压越高，转变也越早发生。