Graphene, a single layer of graphite, owing to its excellent mechanical, electrical, and thermal properties, has evolved as an exceptional nanomaterial in the past decade. It holds great promise in developing various novel applications from biomedical to structural composites. However, several challenges remain in realising the great potential of this material; one being the bulk scale production of graphene. This thesis has been concerned with production of pristine few-layer graphene (FLG) using liquid phase exfoliation (LPE) of graphite in various solvent media and exploring the applications of graphene-based composite coatings as optical Raman-strain sensors. LPE of natural graphite using bath sonication was used to produce highly stable pristine FLG in 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) and N,N-dimethylformamide (DMF). Atomic force microscope (AFM) was used to analyse the exfoliation efficiency and lateral dimensions, while Raman spectroscopy provided an insight about the quality of the graphene flakes. Moreover, the potential for dynamic light scattering (DLS) as an efficient in situ characterisation technique for estimating the lateral dimensions of graphene flakes in dispersions was demonstrated. LPE was also employed to explore various routes to produce pristine graphene in aqueous media which can be used for toxicity studies. Aqueous dispersions were prepared by a solvent exchange method of graphene originally in organic solvents (NMP and DMF) using dialysis, achieving 0.1 v/v% organic solvent levels. Pristine aqueous graphene dispersions were also prepared by directly exfoliating graphite in biocompatible surfactant (TDOC- Sodium taurodeoxycholate) and biomolecules (Phosphatidylcholine and human serum albumin) solutions. Cell culture studies by collaborators revealed that solvent-exchanged and TDOC-exfoliated pristine FLG displayed minimal toxicity and albumin-exfoliated FLG hardly any cytotoxicity, whereas phosphatidylcholine-exfoliated FLG was cytotoxic. Raman spectroscopy is a well-established technique used to study the local deformation of carbon-based composites by following the shift rates of the Raman 2D band with strain. Raman active strain coatings were produced from epoxy composites made with the FLG produced by LPE in organic solvents and by electrochemical exfoliation method. The deformation experiments on these coatings revealed little or no strain sensitivity, due to several factors such as length of flakes, processing history, graphene loading, defects in graphene and alignment of flakes within the composites. As an alternative, composite coatings made from chemical vapour deposition (CVD) graphene were investigated. Excellent strain sensitivity was observed upon various cyclic deformational sequences and Raman mapping over 100 × 100 µm area. In comparison to the commercially available wide area strain sensors, CVD graphene composite coatings with a calculated absolute accuracy of ~ ± 0.01 % strain and absolute resolution of ~ 27 microstrains show promise for wide area Raman-based strains sensors.

Considerando aspectos relacionados ao conforto térmico nas edificações e redução da demanda de energia para resfriamento, a utilização de revestimentos frios (que refletem boa parcela da radiação solar recebida e emitem calor) no envelope construtivo pode ser uma alternativa viável para alcançar estas condições. No entanto, a sua durabilidade é o caminho crítico. O presente estudo tem o objetivo de determinar a durabilidade de revestimento multifuncional que reúne as propriedades: fria e autolimpante. Para alcançar esta meta foi formulado um revestimento cimentício monocamada, com e sem a adição de pigmento, ambos com elevada refletância solar e emissividade iniciais. Para manter a refletância ao longo do tempo foi realizada a aplicação de TiO2 anatásio aos revestimentos de duas formas, na primeira as partículas foram adicionadas à matriz cimentícia, enquanto na segunda foram aplicadas superficialmente como pós-tratamento. A exposição à radiação UV proporciona a fotoativação do anatásio que possui capacidade de oxidação da matéria orgânica e alteração do ângulo de contato entre a água e a superfície, facilitando o arraste das sujidades quando esta é molhada tornando-a autolimpante. A manutenção das propriedades frias e a permanência das partículas de TiO2 sobre a superfície foram avaliadas após 6 e 12 meses de exposição natural em estações localizadas nas cidades de Ubatuba, Pirassununga e São Paulo. Após o envelhecimento observou-se a influência determinante das características dos sítios de exposição no comportamento dos materiais. Dentre as formas de aplicação do anatásio verificou-se uma melhora sutil no desempenho dos revestimentos com adição de TiO2 à matriz cimentícia em relação à aplicação superficial do pós-tratamento. O processo de lixiviação observado em ambos os revestimentos expôs as partículas encapsuladas na argamassa com adição de TiO2, enquanto no pós-tratamento houve a remoção da camada superficial de anatásio. Por esse motivo o revestimento com adição apresentou interação com a radiação UV e material a ser degradado por mais tempo. Entretanto os resultados sugeriram que o tempo de exposição foi insuficiente para afirmar este comportamento, pois os resultados são próximos entre si. / Considering aspects related to the indoor thermal comfort in buildings and reducing energy demand for cooling, the use of cool coatings (have high reflectance and emittance of solar radiation) can be a reasonable alternative to achieve these conditions. However, its durability is the critical path. This study aims to measure the durability of multifunctional coating that combines cool and self-cleaning properties. To attain this goal a single-layer cement coating was formulated, with and without pigment added, both with high initial reflectance and emissivity. To maintain these properties over time a coating of TiO2 in crystalline form of anatase was applied to the coating in two ways: in the first way, the particles were mixed to the cementitious layer, and in the second, they were applied superficially as a post-treatment layer. The exposure to UV radiation provides the photoactivation of anatase, activating the oxidation of organic matter and altering the contact angle between water and surface, facilitating the drag of dirt when wet making it self-cleaning. The performance of cool properties and the permanence of TiO2 particles on the surface were evaluated at 6 and 12 months of natural exposure in Ubatuba, Pirassununga and São Paulo. After aging the determinant influence of the sites\' exposure characteristics in the materials performances was observed. A small tendency of improved performance with TiO2 added to the cement layer was verified. In addition, it was noted that these coatings presented higher durability in comparison to the post-treatment layer due to the leaching process, which exposes encapsulated particles in the cementitious mix, providing longer interaction with UV radiation and the organic matter to be degraded. On the other hand leaching caused the partial removal of anatase in the post-treated surfaces. Despite better performance of the TiO2 added coating, the exposure time was insufficient to affirm this behavior because the results are too close to each other.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Revestimentos funcionais compósitos são um atrativo tecnológico crescente, pois possibilitam a combinação de materiais metálicos, poliméricos ou cerâmicos, resultando em propriedades superiores as dos materiais individuais, sendo por este motivo, largamente aplicados na engenharia de materiais. Na presente dissertação, foram produzidos revestimentos compósitos por eletrodeposição através da codeposição de uma matriz metálica de cobre e de partículas de óxidos de alumínio incorporadas (g - Al2O3 ou AlO(OH)), sobre substratos de aço carbono, a partir de diferentes banhos eletrolíticos. Três etapas foram efetuadas, na primeira realizou-se o estudo da influência do modo de agitação e da presença ou não de ligantes (citrato de sódio 1,00 mol/L) nos teores de cobre e alumina nos revestimentos produzidos. Em seguida foi avaliada a ação de complexantes (citrato de sódio 1,00 mol/L e pirofosfato de potássio 0,90 mol/L) usando polarização potenciodinâmica e voltametria cíclica, em conjunto com microbalança eletroquímica de cristal de quartzo (EQCM) e a posterior produção de revestimentos compósitos a partir de banhos contendo CuSO4 0,02 mol/L + pirofosfato de potássio 0,90 mol/L + 20 g/L de alumina, variando a densidade de corrente aplicada (I), a velocidade de agitação do eletrodo rotatório (A) e o do tempo de agitação prévia (t). Por fim, na terceira etapa, fez-se a substituição de alumina por Boehmita e a produção dos revestimentos a partir de banhos contendo CuSO4 0,02 mol/L + pirofosfato de potássio 0,90 mol/L + 20 g/L de Boehmita, empregando um planejamento composto central, em que os parâmetros citados também foram variados. Os resultados mostraram que a presença de um ligante e a agitação prévia e continuada do eletrólito durante o experimento foram fundamentais para a produção dos revestimentos compósitos. Ensaios de EQCM mostraram que o citrato se adsorveu na superfície do eletrodo de ouro, diferentemente do pirofosfato. Os teores de Boehmita e cobre nos revestimentos produzidos, assim como a morfologia, resistência de polarização e densidade de corrente de corrosão dos revestimentos foram influenciados pelos parâmetros avaliados. / Functional coatings composites are an increasing technologic attractive, as they allow the combination of metallic, polymeric or ceramic materials resulting in properties superior than those of the individual materials. They are, therefore, widely used in engineering materials. In this dissertation, composite coatings were produced by electrodeposition through co-deposition of a copper metal matrix and particulate aluminum oxides embedded (g - Al2O3 or AlO (OH)) on carbon steel substrates from different electrolytic baths. Three steps were taken: first the influence of the stirring mode and the presence or absence of ligands (sodium citrate 1.00 mol/L) in the amount of copper and alumina in the produced coatings were studied. After it, was evaluated the action of complexing agents (Sodium citrate 1.00 mol/L and potassium pyrophosphate 0.90 mol/L) using potentiodynamic polarization and cyclic voltammetry together with electrochemical microbalance quartz crystal (EQCM), and further producing composite coatings from baths containing CuSO4 0.02 mol/L potassium pyrophosphate + 0.90 mol/L + 20 g/L of alumina, varying the applied current density (I), the stirring speed of the rotating electrode (A) and the stirring time prior to electrodeposition (t). Finally in the last step was performed the substitution of alumina by bohemite and production of coatings from baths containing CuSO4 0.02 mol/L potassium pyrophosphate + 0.90 mol/L + 20 g/L bohemite, employing a central composite design, in which these parameters were also varied. The results showed that the presence of a ligand and the electrolyte stirring prior and during the experiment were critical to the production of composite coatings. EQCM tests showed that the citrate is adsorbed on the surface of the gold electrode, unlike pyrophosphate. The results showed that the contents of boehmite and copper in the coatings produced, as well as the morphology, polarization resistance and corrosion current density of the coatings were influenced by the evaluated parameters

A corrosão nos materiais metálicos causa sérias perdas financeiras e impactos ambientais. Apesar de eficientes, os revestimentos orgânicos podem gerar fissuras com o tempo, propiciando locais favoráveis à corrosão. Diante disso, o conceito de autorreparação em revestimentos tem sido estudado, para que este tipo de dano seja minimizado, sem necessitar da intervenção humana. O método de encapsulamento de formadores de filme em microcápsulas poliméricas é bastante utilizado nos sistemas de autorregeneração. Neste trabalho, estudou-se o processo de emulsificação do óleo de linhaça, etapa determinante para a obtenção das microcápsulas, que serão posteriormente aditivadas em um primer de epóxi base água. Inicialmente, foi necessário aperfeiçoar o preparo da emulsão, analisando-se para isso três tipos diferentes de tensoativos em termos de propriedades e composições. Foi feito um planejamento estatístico no qual se adotou o modelo de projeto fatorial completo para cada um dos tensoativos, onde os fatores analisados foram a variação da fração mássica do tensoativo, a aplicabilidade do ultrassom ou dispersor Ultra-Turrax® e a adição ou não de cloreto de sódio. O pequeno número de ensaios envolvidos e a simplicidade para se analisar e interpretar os dados justificam a escolha deste modelo. As variáveis resposta foram a determinação do diâmetro médio volumétrico das gotículas e a medida do potencial zeta das emulsões para analisar a estabilidade das mesmas. Além disso, observou-se a forma, tamanho e característica das gotículas com o auxílio de um microscópio óptico. A estabilidade da emulsão também foi avaliada pela observação e registro fotográfico da separação de fases, depois de certo tempo em repouso, em um tubo de ensaio. Após a determinação do melhor tensoativo e condições de preparo da emulsão na obtenção das microcápsulas, estas foram obtidas e adicionadas no primer e o mesmo foi aplicado sobre corpos de prova de aço carbono. O efeito de autorreparação proporcionado pela ruptura das microcápsulas ao se provocar um defeito foi avaliado pelas técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET) e pelo ensaio acelerado de corrosão em câmara de névoa salina (SSC). As microcápsulas foram caracterizadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (SEM). / The corrosion of metallic materials causes serious financial losses and environmental impacts. Although efficient, organic coatings may generate cracks over time, generating potential sites for corrosion. Hence, the self-healing concept on coatings has been studied in order to minimize this type of damage, without requiring human intervention. The encapsulation method of film formers in polymeric microcapsules is widely used in self-healing systems. In this study, the emulsification process of linseed oil was investigated, since it is a determining step to obtain the microcapsules that will later be doped in a water based epoxy primer. Initially, it was necessary to improve the emulsion preparation, by analyzing three types of surfactants with different properties and compositions. A statistical planning adopting the full factorial design model was conducted for each of the surfactants, in which the factors considered were the variation of the weight fraction of surfactant, and the use or not of ultrasound, Ultra-Turrax® disperser and sodium chloride. The small number of trials involved and the simplicity to analyze and interpret the data justify the choice of this statistical model. The response variables were the determination of the droplet volumetric mean diameter and the measurement of the zeta potential of the emulsions to assess its stability. Moreover, the shape and characteristics of the droplets were observed with the aid of an optical microscope. The emulsion stability was also evaluated by observation and photographic register of phase separation after some rest time in a test tube. After determining the best surfactant and conditions for the emulsification to obtain the microcapsules, they were produced and added to the primer, which was applied on carbon steel specimens. The self-healing effect provided by the rupture of the microcapsules after an intentional defect was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning vibrating electrode technique (SVET) and accelerated corrosion tests in a salt spray chamber (SSC). The microcapsules were characterized by optical and scanning electron microscopes (SEM).

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os molibdatos tÃm sido introduzido como possÃvel substituinte dos cromatos, como pigmento anticorrosivo, devido a suas propriedades de inibiÃÃo, sua baixa toxicidade e a possibilidade de formaÃÃo de um filme de conversÃo em superfÃcies metÃlicas semelhante à camada de conversÃo formada pelos cromatos. Neste trabalho, foram formuladas tintas com os seguintes pigmentos: Cromato de zinco, fosfato de zinco, fosfato Molibdato de zinco e fosfato Molibdato de zinco-cÃlcio. Foi formulado ainda, uma tinta sem pigmentos (verniz) e outra somente com a carga. O trabalho consiste em um estudo comparativo do desempenho anticorrosivo das pinturas formuladas, por testes cÃclicos em laboratÃrio (cÃmara de nÃvoa salina) e imersÃo total. As principais tÃcnicas empregadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, curvas de polarizaÃÃo e impedÃncia eletroquÃmica. De um modo geral, o cromato de zinco apresentou melhores resultados. PorÃm, em certas condiÃÃes de trabalho, os pigmentos nÃo tÃxicos apresentaram resultados satisfatÃrios. / Os molibdatos tÃm sido introduzido como possÃvel substituinte dos cromatos, como pigmento anticorrosivo, devido a suas propriedades de inibiÃÃo, sua baixa toxicidade e a possibilidade de formaÃÃo de um filme de conversÃo em superfÃcies metÃlicas semelhante à camada de conversÃo formada pelos cromatos. Neste trabalho, foram formuladas tintas com os seguintes pigmentos: Cromato de zinco, fosfato de zinco, fosfato Molibdato de zinco e fosfato Molibdato de zinco-cÃlcio. Foi formulado ainda, uma tinta sem pigmentos (verniz) e outra somente com a carga. O trabalho consiste em um estudo comparativo do desempenho anticorrosivo das pinturas formuladas, por testes cÃclicos em laboratÃrio (cÃmara de nÃvoa salina) e imersÃo total. As principais tÃcnicas empregadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, curvas de polarizaÃÃo e impedÃncia eletroquÃmica. De um modo geral, o cromato de zinco apresentou melhores resultados. PorÃm, em certas condiÃÃes de trabalho, os pigmentos nÃo tÃxicos apresentaram resultados satisfatÃrios.

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A proteção de materiais com alto valor agregado contra as intempéries é de grande importância tecnológica e econômica. Atualmente, a principal defesa diante do desgaste natural destes materiais é o revestimento, seja inorgânico, orgânico ou metálico. Um revestimento pode atuar de diversas formas para proteger o material em questão, atuando como barreira física, metal de sacrifício ou proteção anódica. O desenvolvimento de revestimentos protetores de alta durabilidade e baixo custo é de suma importância para o crescimento da indústria e das cidades em todo o mundo. Diante disso, este trabalho estuda a degradação de quatro revestimentos orgânicos comerciais, de diferentes composições químicas e propriedades físicas, com o objetivo de interpretar os fenômenos que ocorrem durante os ensaios e investigar as falhas apresentadas ao longo do tempo. As análises foram realizadas com uma tinta epóxi branca, uma tinta poliuretânica branca, uma tinta alquídica branca e um verniz acrílico. Cada um dos revestimentos estudados possui um mecanismo diferente de formação do filme sobre o substrato escolhido, aço carbono, e, portanto, possui características individuais específicas. A degradação dos filmes orgânicos foi realizada com a exposição dos corpos de prova à radiação ultravioleta (UV), de forma natural e acelerada, a fim também de avaliar diferenças e o comportamento destes revestimentos As amostras em exposição natural permaneceram durante um ano em contato com radiações solares, umidade, chuva e variações de temperatura. Já as amostras em exposição acelerada foram ensaiadas em uma câmara de intempéries aceleradas de UV por até 2000 horas. A degradação dos filmes foi acompanhada durante todos os ensaios e analisada por diferentes técnicas de caracterização, tais como: DSC, FTIR, MEV, EDS, FRX, microscopia óptica, espectrofotometria de cor; ensaios mecânicos de impacto, flexibilidade, aderência, rugosidade, além de medições periódicas de espessura. Paralelamente, exposições prolongadas em câmara úmida e névoa salina foram realizadas como parâmetro de comparação. Os resultados demonstram que a tinta poliuretânica sofre menores variações de cor e brilho, após os ensaios de degradação e que o verniz acrílico é o mais afetado na maioria dos casos. A tinta alquídica sofreu alterações significativas em névoa salina, entretanto, teve melhoras em suas propriedades mecânicas após as exposições ao UV. Quanto à comparação entre o ensaio de degradação natural e o artificial, conclui-se que cada ensaio interfere de diferentes maneiras nas propriedades dos revestimentos. / The protection of materials with high added value against the weather has great technological and economic significance. Currently, the main defense against the natural wear of these materials is the coating, whether inorganic, organic or metallic. A coating can act in various ways to protect the material in question, acting as a physical barrier, sacrificial metal or anodic protection. The development of protective coatings of high durability and low cost is very important for the growth of industry and cities around the world. Therefore, in this work are studied the degradation of four organic coatings, with different chemical compositions and physical properties, in order to interpret the phenomena that occur during the tests and to investigate the failures presented over time. The analyses were performed with a white epoxy paint, a white polyurethane paint, a white alkyd paint and an acrylic lacquer. Each one of the studied coatings has a different mechanism of film formation on the chosen substrate, carbon steel, and therefore has specific individual characteristics. The degradation of the organic films was carried out by exposing the specimens to ultraviolet (UV) radiation, in a natural and accelerated way, in order to clarify their differences and establish comparisons. The samples in natural exposure remained for a year outside, in contact with solar radiation, humidity, rainfall and temperature variations The accelerated exposure samples were tested in a chamber of accelerated UV for up to 2000 hours. The films degradation were monitored during all the tests and analysed by different characterization techniques, such as: DSC, FTIR, SEM, EDS, FRX, optical microscopy, color spectrophotometry; mechanical impact tests, flexibility, adhesion, roughness, in addition to periodic thickness measurements. At the same time, prolonged exposures in humidity chamber and salt spray were performed as a parameter of comparison. The results demonstrate that the polyurethane paint undergoes smaller variations of its properties after the tests and that the acrylic varnish is the most affected in most cases. About the comparison between the natural and the artificial degradation test, it is concluded that each test interferes in different ways in the properties of the coatings.

The objective of this project is to find which type of coating has the best performance characteristics for finishing firearms. This is accomplished by measuring and comparing several performance characteristics, such as: adhesion, hardness, wear resistance, friction control, and corrosion resistance. Appearance is not a factor since any exterior coating that is flashy can be subdued or camouflaged with special purpose paints, which have proven durable enough for such purposes. Cost will not be a limiting factor for this experiment, but will be discussed in the conclusion as a secondary concern. This data will be used to identify the best coating for steel and aluminum firearm parts. The goal is to lengthen a firearm’s life cycle while increasing performance and reliability by applying the best coating.

The dissertation is split into two parts. The first part will be focused on changes in material properties found at the nanoscale, as miscibility and electronic structure can change significantly with size. The formation of classically-immiscible bimetallic nanoparticles (BNPs) becomes favorable at the nanoscale and novel catalytic properties can emerge from the bimetallic alloying. The formation of alloyed and non-alloyed BNPs is achieved through pulse laser ablation (PLA) and a significant increase in catalytic activity is observed for both. Recently discovered, the increased activity in the non-alloyed BNPs, deemed multicomponent photocatalysis, is examined and the proposed mechanism discussed. The second part of the talk will focus on thermal barrier coatings (TBCs), which are advanced, multi-layered coatings used to protect materials in high temperature environments. MCrAlY (M=Ni, Co) bond coats deposited via atmospheric plasma spray (APS) are intrinsically rough and initially the roughness provides a high surface area platform for the mechanical interlocking of the yttria stabilized zirconia (YSZ) top coat, which provides the bulk of the thermal insulation. After high temperature exposure, a protective oxide scale forms at the top coat/bond coat interface however the convex asperities of the bond coat can grow non-α-Al2O3 type oxides that can be detrimental for coating lifetime. A surface modification technique that removes the asperities while leaving intact the concavities is used to examine the role that roughness distribution has on 1100°C APS coating lifetime. Lastly, recent work validating a modelling strategy for evaluating 900°C TBC lifetimes, which can typically surpass 25 kh, is presented. Differences in coating-substrate interdiffusion behavior over 5-20 kh of 900°C exposure are discussed and reproduced with Thermo- Calc/DICTRA for three superalloys (1483, 247, X4) deposited with high velocity oxy fuel (HVOF) NiCoCrAlY coatings.

Abstract Multiphase Droplet Interactions with a Single Fiber By: Noor M. Farhan A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy at Virginia Commonwealth University. Virginia Commonwealth University, 2019 Director: Hooman V. Tafreshi, Professor, Department of Mechanical and Nuclear Engineering Formulating the physics of droplet adhesion to a fiber is interesting intellectually and important industrially. A typical example of a droplet–fiber system in nature is the dew droplets on spider webs, where droplets first precipitate and grow on the fibers, but they eventually fall when they become too heavy. Obviously, quantifying the force of adhesion between a droplet and a fiber is crucial in designing fog harvesting devices or manufacturing filtration media for liquid–gas or liquid–liquid separation, among many other industrial applications. This study is aimed at developing a mathematical framework for the mechanical forces between a droplet and a fiber in terms of their physical and wetting properties. To this end, a series of experiments were conducted to detach ferrofluid droplets of varying volumes from fibers with different diameters and Young–Laplace contact angles (YLCAs) in a controlled magnetic field. The force of detachment was measured using a sensitive scale and used along with the results of numerical simulations to develop a semi-analytical expression for the force required to detach a droplet from a fiber. This universally-applicable expression allows one to predict the force detachment without the need to run an experiment or a computer simulation. This work also reports on the use of magnetic force to measure the force of detachment for nonmagnetic droplets for the first time. This is accomplished by adding a small amount of a ferrofluid to the original nonmagnetic droplet to create a compound droplet with the ferrofluid nesting inside or cloaking the nonmagnetic droplet. The ferrofluid is then used to induce a body force to the resulting compound droplet and thereby detach it from the fiber. The recorded detachment force is used directly (the case of nesting ferrofluid) or after scaling (the case of cloaking ferrofluid) to obtain the force of detachment for the original nonmagnetic droplet. The accuracy of these measurements was examined through comparison with numerical simulations as well as available experimental data in the literature. In addition, a simple method is developed to directly measure the intrinsic contact angle of a fiber (i.e., Young–Laplace Contact angle of the fiber material) with any arbitrary liquid. It is shown that the intrinsic contact angle of a fiber can be obtained by simply measuring the angle between the tangent to the fiber surface and the tangent to the droplet at the contact line, if the droplet possesses a clamshell conformation and is viewed from the longitudinal direction. The novelty of the proposed method is that its predictions are not affected by the volume of the droplet used for the experiment, the wettability of the fiber, the surface tension of the liquid, or the magnitude of the body force acting on the droplet during the experiment. Also, a liquid droplet interaction with granular coatings is simulated and the droplet apparent contact angle (ACA) and the transition from Cassie (fully dry) to Wenzel (fully wet) state as a function to the roughness wavelength have been studied. For a fixed droplet volume, two different granular coatings have been used, spherical and hemispherical bumps. It is demonstrated that the chemistry (YLCA) and geometrical parameters for the granular microtexture play an important effect on the droplet ACA and its transition from Cassie to Wenzel state.