The theory of wetting transparency of graphene claimed by Rafiee et al. received significant attention, suggesting various potential applications. However, the discussion on the validity of the theory is still ongoing. In this paper, we propose a theory including two previously regarded factors which is vital to explain the origin of the partial wetting transparency of the graphene, and the existing experimental results. We reveal that the bulk modulus of the liquid must be considered to accurately calculate the adhesion energy between the liquid and the substrate or the graphene, and that various contact models and wetting modes should be applied to understand the wettability of graphene on the substrate with rough surface. In addition, we show that the effect of the substrate on the wettability vanishes if more than two graphene layers are located. Our study provides a more developed theory to understand the wetting transparency of the graphene, and can be applied to predict the wettability of the substrate covered by graphene as well as other atomically thin coatings.
그래핀의 젖음 투과성 이론은 많은 부분에서 응용될 가능성이 있기 때문에, 많은 관심을 받았다. 하지만, 그래핀 젖음 투과성에 대한 논란은 아직 진행중이다. 본 논문에서 우리는, 기존의 젖음 투과성 이론과, 존재하는 실험 결과를 설명하기 위해 필요하지만, 사전 연구에서는 무시되었던 두 가지 조건을 고려하여 이론을 발전시켰다. 본 이론에서 우리는 물과 그래핀 혹은 아랫물질 사이의 접합 에너지를 정확하게 계산하기 위해선, 물의 체적 탄성률을 고려해야 한다는 점을 밝혀냈으며, 아랫물질이 거친 표면을 가질 경우, 다양한 접합 형상과, 젖음 형태를 고려하여 젖음 현상을 설명해야 한다는 것을 알아냈다. 추가적으로, 그래핀 두 장 이상이 아랫물질 위에 존재할 경우, 아랫물질의 효과는 사라진다는 것을 밝혔다. 본 연구는 그래핀의 젖음 현상에 대한 더 발전된 이론을 제공하며, 그래핀과같이 얇은 코팅이 덮인 물질의 젖음성을 예측하는 데 응용될 수 있다.
