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激光构建超疏水表面的研究进展 被引量:1
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作者 李杰 王宇科 +4 位作者 石文天 郭云杰 陆彦宁 付硕 路祎祎 《化工进展》 北大核心 2025年第3期1432-1444,共13页
超疏水表面在诸多领域有广泛的应用前景,现已发展出多种制备方法。激光加工技术作为一种绿色、高效的非接触式加工方法,在超疏水表面的制备上具有独特的优势。本文首先以表面润湿理论为基础,简述了激光加工表面的特点及图案类型,从激光... 超疏水表面在诸多领域有广泛的应用前景,现已发展出多种制备方法。激光加工技术作为一种绿色、高效的非接触式加工方法,在超疏水表面的制备上具有独特的优势。本文首先以表面润湿理论为基础,简述了激光加工表面的特点及图案类型,从激光一步制备、激光与化学修饰结合制备及激光与其他技术复合制备超疏水表面三方面概述了近年来对不同材料超疏水表面的激光构建方法,分析了不同制备方式存在的优缺点;随后介绍了激光加工构建不同材料超疏水表面在防冰、集雾等领域的应用进展,对拓展不同材料的应用及使用性能的提升具有一定启发意义;最后,指出了现阶段激光加工构建超疏水表面存在的一些问题,激光对表面的影响、润湿理论、大规模应用及表面修复机制等方面的研究还有待深入探索,为制备出稳定、耐久的超疏水表面提供了更多可能性。 展开更多
关键词 激光加工 超疏水表面 润湿理论 表面处理
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基于超疏水表面抑霜初期实验研究
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作者 潘仕顺 盛伟 +3 位作者 李志永 王云朋 刘思楷 麦尔祖克江·巴衣孜 《表面技术》 北大核心 2025年第14期172-183,共12页
目的 探究超疏水表面在结霜初期液滴冷凝与冻结特性。方法 采用操作简便、成本低廉的二次喷涂法制备实验所需的超疏水表面。基于可视化低温实验平台,对裸铝表面、疏水表面及2种超疏水表面(超疏水A和B)的冷凝与冻结过程进行可视化研究,... 目的 探究超疏水表面在结霜初期液滴冷凝与冻结特性。方法 采用操作简便、成本低廉的二次喷涂法制备实验所需的超疏水表面。基于可视化低温实验平台,对裸铝表面、疏水表面及2种超疏水表面(超疏水A和B)的冷凝与冻结过程进行可视化研究,并系统探究了不同冷表面温度对超疏水表面冷凝特性(T_(w)=3、0、-3℃)及冻结特性(T_(w)=-3、-6、-9℃)的影响。结果 研究表明,在相同工况下,接触角越大的表面,其冷凝液滴半径越小,表面覆盖率越低,液滴冻结所需时间越长。与超B表面冻结所需时间相比,裸铝、疏水、超A表面冻结所需时间分别缩短了92.8%、70.3%、45.9%。超疏水表面由于液滴合并跳跃现象显著,部分液滴甚至弹跳并带走周围液滴滑落表面,形成大量干燥区域,进一步降低了表面覆盖率。液滴间距大于冰桥传播的临界距离,从而有效抑制了冰桥的扩展。结论 超疏水表面凭借其低表面能和独特的微纳结构,表现出较高的接触角和较低的铺展系数,显著提高了液滴成核势垒,延缓了液滴生长速率,降低了表面覆盖率。此外,由于超疏水表面低黏附性,导致表面存在液滴合并跳跃行为进一步抑制了冰桥传播,最终实现了显著的抑霜效果。 展开更多
关键词 超疏水表面 凝结 冻结 冰桥 可视化
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不同间距下过冷水滴连续撞击超疏水表面的数值研究
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作者 郑韦 赵家权 吴杰 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第7期42-51,I0001,共11页
过冷水滴撞击飞机表面后形成的积冰严重威胁着飞行安全,积冰通常是由多个液滴共同作用形成的,明晰多过冷水滴间的相互作用对撞击-结冰过程的影响具有重要意义。本文基于流体体积法,结合凝固/融化模型,数值模拟了双过冷水滴连续撞击冷超... 过冷水滴撞击飞机表面后形成的积冰严重威胁着飞行安全,积冰通常是由多个液滴共同作用形成的,明晰多过冷水滴间的相互作用对撞击-结冰过程的影响具有重要意义。本文基于流体体积法,结合凝固/融化模型,数值模拟了双过冷水滴连续撞击冷超疏水表面的动力学行为,研究了液滴间距对双液滴动态行为和传热特性的影响。结果表明:随着液滴间距的增加,双液滴依次出现了“内部铺展”“表面铺展”和“包裹式铺展”3种混合模式,最大铺展系数由不变过渡到增大,双液滴的聚集行为逐渐加剧,液滴与冷壁面的传热效果随之增强,其中,液滴与冷表面的接触面积是影响传热的首要因素;此外,双液滴相互作用过程中液滴内部形成的旋涡会阻碍液滴的水平铺展,从而避免铺展面积的增大。 展开更多
关键词 双过冷 连续撞击 超疏水表面 液滴间距 传热 混合方式
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液滴撞击微柱阵列超疏水表面的弹跳动力学研究
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作者 郭帅 赵心怡 +1 位作者 王鑫 陈振乾 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期872-879,共8页
采用三维伪势格子玻尔兹曼方法,模拟液滴撞击微结构阵列超疏水表面的过程,分析撞击速度和表面形貌对液滴动力学和接触时间的影响。结果表明,液滴撞击引起的弹跳现象包括正常弹跳和饼状弹跳,其形成主要受撞击速度及微结构阵列间距和高度... 采用三维伪势格子玻尔兹曼方法,模拟液滴撞击微结构阵列超疏水表面的过程,分析撞击速度和表面形貌对液滴动力学和接触时间的影响。结果表明,液滴撞击引起的弹跳现象包括正常弹跳和饼状弹跳,其形成主要受撞击速度及微结构阵列间距和高度影响。液滴撞击速度小时表现为接触时间较长的正常弹跳,撞击速度较大时则发生快速的饼状弹跳,有效缩短接触时间。当微结构阵列的表面形貌具有足够的高度和合适的间距时,可使液滴底部与微结构表面的接触滞留时间缩短,防止液滴陷入微结构阵列间隙,进一步实现饼状弹跳。当撞击后能量转换率超过0.038时,会发生较短接触时间的饼状弹跳。 展开更多
关键词 液滴撞击 微柱阵列 超疏水表面(SHS) 接触时间 能量演化
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双槽道结构对超疏水表面液滴合并弹跳的影响
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作者 高羡明 杨汶轩 +2 位作者 卢少辉 任晓松 卢方财 《化工学报》 北大核心 2025年第1期208-220,共13页
超疏水表面上的液滴弹跳现象在芯片高效散热、防腐蚀、结冰等领域具有较高的应用价值。为研究双槽道对液滴弹跳性能的影响,设计并制备了由双V槽道构成的W型槽道超疏水表面,试验研究了W型槽道底部间距w、槽道深度h对液滴弹跳速度及能量... 超疏水表面上的液滴弹跳现象在芯片高效散热、防腐蚀、结冰等领域具有较高的应用价值。为研究双槽道对液滴弹跳性能的影响,设计并制备了由双V槽道构成的W型槽道超疏水表面,试验研究了W型槽道底部间距w、槽道深度h对液滴弹跳速度及能量转化效率的影响,采用数值模拟方式研究了W型槽道的超疏水表面液滴合并弹跳过程中表面能的演化。结果表明,槽宽为0.9 mm的W型槽道所适配的液滴半径为0.5~0.9 mm,此范围内槽道深度h为0.5~0.8 mm、槽道底部间距w为0.5~0.8 mm时对提升液滴合并弹跳的效果更显著;随着液滴半径减小、槽道深度增加、槽道底部间距减小,液滴的合并弹跳速度增加;槽道参数在0.5~0.7 mm内同时增加时,弹跳速度增加,而在0.8 mm时降低。研究结果可为冷凝换热和防腐蚀等领域的表面设计提供参考。 展开更多
关键词 液滴弹跳 超疏水表面 弹跳强化 两相流 界面张力 数值模拟
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激光加工不锈钢抗盐腐蚀超疏水表面方法研究
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作者 邢智慧 商丽 +1 位作者 谭政 张力 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期125-129,共5页
不锈钢材料由于其优异的耐腐蚀性能已应用于各种海洋设备,针对其在海洋环境中仍然存在着大量的腐蚀问题,使用纳秒激光纹理加工方法在316不锈钢表面加工出了仿生微纳复合结构,并研究了扫描速度、扫描间距、激光功率等激光参数对于表面润... 不锈钢材料由于其优异的耐腐蚀性能已应用于各种海洋设备,针对其在海洋环境中仍然存在着大量的腐蚀问题,使用纳秒激光纹理加工方法在316不锈钢表面加工出了仿生微纳复合结构,并研究了扫描速度、扫描间距、激光功率等激光参数对于表面润湿性的影响。在确定最佳激光加工参数后,对比了两种后处理方式对于表面超疏水性能产生的作用,使用其中效果最好的化学修饰后处理方法制备出了316L不锈钢超疏水表面样品,对样品进行了电化学阻抗谱测试(EIS)及动电位极化测试(PDP),对其表面抗盐腐蚀性能进行了分析。 展开更多
关键词 316L不锈钢 激光加工 激光参数 微纳复合结构 超疏水表面 抗盐腐蚀
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超疏水表面在血液接触类医疗器械中的应用进展
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作者 程静 李政浩 +4 位作者 李欣怡 龚天颖 李怡瑶 何李盟 林祥德 《表面技术》 北大核心 2025年第10期47-60,共14页
医疗器械与血液接触时易引发凝血、排斥等不良反应,会显著增加感染风险。研究表明,构建超疏水表面能够有效减少生物分子黏附,改善溶血和凝血现象,抑制微生物生长,显著提升血液相容性,因而在血液接触器械表面获得广泛应用。然而,目前对... 医疗器械与血液接触时易引发凝血、排斥等不良反应,会显著增加感染风险。研究表明,构建超疏水表面能够有效减少生物分子黏附,改善溶血和凝血现象,抑制微生物生长,显著提升血液相容性,因而在血液接触器械表面获得广泛应用。然而,目前对超疏水表面与血液、细胞及细菌相互作用的机制仍缺乏系统性认知,这在一定程度上限制了其进一步应用。为推进超疏水表面在医疗领域的应用与发展,系统总结了当前超疏水表面的构建策略、方法及材料体系,深入探讨了超疏水表面与血液中血浆蛋白、血小板和红细胞的相互作用机理。研究发现,超疏水表面的特定微纳结构形貌能够有效调控表面与血液成分的暴露面积和可附着区域,改变表面蛋白的吸附构型,优化表面血液流动的流体动力学特性,从而实现对表面血液相容性及其耐久性的精准调控。还全面综述了超疏水表面在植入式医疗器械、体外循环设备和伤口敷料等血液接触医疗器械中的创新应用,证实超疏水涂层在该领域具有广阔的应用前景。最后,前瞻性地指出了该领域面临的主要挑战,包括涂层的长期稳定性、使用耐久性以及生物相容性综合评价体系的建立。研究结果为未来超疏水表面在医疗器械中的优化设计和临床转化提供了重要的理论支撑和实践指导,对促进医疗器械表面改性技术的发展具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 超疏水表面 抗血凝血栓 血液相容性 抗生物黏附 表面抑菌
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超疏水表面加工技术及耐磨性能研究进展 被引量:5
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作者 黄云 黄建超 +3 位作者 肖贵坚 刘帅 林瓯川 刘振扬 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期2-26,共25页
当前制备的超疏水表面耐磨性能普遍较差,因而其在各领域的应用受到限制。研究表明微纳结构和低表面能是实现功能表面超疏水性能的关键因素,因此,首先基于超疏水表面作用机制,对超疏水表面织构进行了归纳,旨在通过优化表面织构来解决微... 当前制备的超疏水表面耐磨性能普遍较差,因而其在各领域的应用受到限制。研究表明微纳结构和低表面能是实现功能表面超疏水性能的关键因素,因此,首先基于超疏水表面作用机制,对超疏水表面织构进行了归纳,旨在通过优化表面织构来解决微纳结构易磨损难题;然后对超疏水表面加工技术进行了梳理总结,从成本和效率两个方面分析了降低表面能的措施,为拓展超疏水表面加工体系提供思路;进而详细总结了超疏水表面耐磨性的分析手段,并阐述了提高超疏水表面耐磨性的方法;最后,展望了耐磨性超疏水表面的未来发展前景,以期推动超疏水表面在工程中的大规模应用。 展开更多
关键词 超疏水表面 加工技术 耐磨性 微纳结构 表面
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液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴机理研究
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作者 廖斌 张龙飞 +4 位作者 卜洋 李旋旋 林欣 汪超 陈善群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期80-90,共11页
以数值模拟为主要手段对液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴演变过程及内在机理进行了系统性的研究工作。首先,发掘出附着模式、弹开Ⅰ模式以及弹开Ⅱ模式等三种液滴碰撞的典型演变模式;其次,从能量角度揭示了Weber数(We)、Bond数(Bo)... 以数值模拟为主要手段对液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴演变过程及内在机理进行了系统性的研究工作。首先,发掘出附着模式、弹开Ⅰ模式以及弹开Ⅱ模式等三种液滴碰撞的典型演变模式;其次,从能量角度揭示了Weber数(We)、Bond数(Bo)以及Ohnesorg数(Oh)等无量纲参数对于液滴碰撞动力学行为的影响规律;最后,建立了液滴碰撞典型演变模式与We、Bo、Oh等无量纲参数的依赖关系图谱。结果表明:碰撞液滴之间的能量传递、转换以及黏性耗散直接影响液滴碰撞的动力学行为;随着Oh的减小、Bo的减小以及We的增大,液滴碰撞典型演变模式出现从附着模式到弹开模式的转捩;We-Oh对液滴碰撞典型演变模式的影响规律与We-Bo近乎一致。 展开更多
关键词 界面 液滴碰撞 无量纲参数 能量 超疏水表面
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黏弹性液滴撞击超疏水表面的反弹行为研究 被引量:3
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作者 刘永洪 王意乐 +3 位作者 代明璐 丁怡 靳亚康 陈龙泉 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1552-1562,共11页
水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展... 水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展了聚氧化乙烯(PEO)水溶液液滴撞击不同微纳复合结构超疏水表面的实验研究.研究结果表明:添加高分子可增强流体的黏弹性及其与表面的黏附作用,因而完全反弹行为仅发生在低PEO浓度液滴的撞击实验中,且随着超疏水表面微结构间距的增大,发生完全反弹的上限和下限韦伯数阈值均减小.在低韦伯数反弹区域,撞击液滴始终处在微结构顶部,因而接触时间随韦伯数的增加而减小,这与平整超疏水表面上的现象相似;在高韦伯数反弹区域,液体会部分浸润微结构表面,因而接触时间将随韦伯数的增加而增加.此外,所有反弹液滴的恢复系数随韦伯数的增加呈线性下降趋势,且下降速率随微结构间距的增大而减缓.基于界面力学和能量转换分析,对实验中观测到的黏弹性液滴撞击反弹动力学行为给予了定性解释. 展开更多
关键词 超疏水表面 黏弹性液滴 撞击反弹 表面润湿性 非牛顿流体
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飞秒激光-化学混合制备多基底超疏水表面 被引量:2
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作者 翁伟轩 邓钦文 +1 位作者 杨鹏宇 银恺 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期1-10,共10页
超疏水表面因具有多种功能和广泛的应用引起了人们极大的兴趣。目前制备超疏水表面的方法大多只适用于一种或几种特定的基底材料,具有依赖基底的缺点。本文提出了一种基于飞秒激光-化学混合加工制备与基底无关的超疏水表面的方法。通过... 超疏水表面因具有多种功能和广泛的应用引起了人们极大的兴趣。目前制备超疏水表面的方法大多只适用于一种或几种特定的基底材料,具有依赖基底的缺点。本文提出了一种基于飞秒激光-化学混合加工制备与基底无关的超疏水表面的方法。通过飞秒激光直接写入技术在基底上构建出微/纳米结构,然后用硬脂酸改性。硬脂酸涂覆激光处理后的样品(LTx-SA,x表示不同的样品)表面具有优异的超疏水和自清洁性能。此外,值得注意的是,将基底从20℃加热到100℃,或清洗基板10次,或将基板暴露在空气中60 d后,LTx-SA表面仍然保持稳定的超疏水特性。这项工作为制备与基底无关的超疏水表面提供了一种有效而简单的策略。 展开更多
关键词 飞秒激光 硬脂酸 多基底 超疏水表面
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超疏水表面线性磨损试验方法研究
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作者 张伟杰 肖凯巍 +2 位作者 唐晓旭 黄凌豪 王肖欣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期538-543,共6页
目前超疏水表面耐久稳定性测试中主要以砂纸为磨损材料进行线性磨损试验。由于没有统一标准,文献中试验条件各不相同。本文通过综述国内外相关文献,针对砂纸线性磨损试验条件给出建议:采用单次线性磨损方式,在磨损过程中样品旋转90°... 目前超疏水表面耐久稳定性测试中主要以砂纸为磨损材料进行线性磨损试验。由于没有统一标准,文献中试验条件各不相同。本文通过综述国内外相关文献,针对砂纸线性磨损试验条件给出建议:采用单次线性磨损方式,在磨损过程中样品旋转90°以获得横纵向均匀磨损;施加载荷合适即可,不宜过小也不宜过大;选择磨损后不因粗糙度变化而引起疏水性剧烈变化的砂纸。研究构建砂纸目数、载荷、磨损距离与磨损量的关系,采用倍数相乘的方式实现了不同条件下线性磨损能力的对比,使得不同文献中各异的磨损条件下的试验结果具有可比性。接触角和滚动角依然是表征磨损前后疏水性能的有效参数,也可以考虑采用垂直表面最大液滴直径作为表征参数,不建议采用摩擦系数作为表征参数。 展开更多
关键词 超疏水表面 线性磨损 磨损能力对比 表征参数
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CaSO_(4)液滴在超疏水表面上的蒸发结晶特性研究
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作者 董立婷 胡丽娜 杜一枝 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期202-209,共8页
目的在铝基底上制备稳定的超疏水表面,研究其表面上硫酸钙液滴的蒸发结晶特性。方法通过简单的化学刻蚀法制备了一种超疏水表面,基于温湿度可控的可视化平台开展固着硫酸钙液滴的蒸发过程实验研究。同时,基于温度和相对湿度,开发了多变... 目的在铝基底上制备稳定的超疏水表面,研究其表面上硫酸钙液滴的蒸发结晶特性。方法通过简单的化学刻蚀法制备了一种超疏水表面,基于温湿度可控的可视化平台开展固着硫酸钙液滴的蒸发过程实验研究。同时,基于温度和相对湿度,开发了多变量拟合二次回归模型来描述其对液滴蒸发速率的影响。结果基底温度为40、50、60℃时,硫酸钙液滴和纯水液滴在亲水铝片表面上的蒸发模式均表现为CCR模式,在超疏水铝片表面上均表现为CCA模式。在超疏水铝片表面,纯水液滴与硫酸钙液滴的蒸发模式略有不同:在蒸发后期,硫酸钙液滴边缘盐分增加,在重力和Marangoni效应作用下,外部逐渐形成盐壳,接触半径呈上升趋势,说明超疏水表面不利于盐滴的钉扎。当蒸发速率较低时,在外部更容易形成盐壳,一旦外部形成盐壳,蒸发机制即发生了变化,液滴内部水分子需要克服盐壳内外的压差,并通过盐壳扩散进一步蒸发。结论通过固着液滴实验验证了硫酸钙液滴的蒸发模式与基底温度无关,而与基底的润湿性有关,并且液滴的蒸发速率随着相对湿度的降低和温度的升高而增大。通过R^(2)=0.9937的多变量拟合二次回归模型,对影响液滴蒸发的因素进行了方差分析,结果表明:在超疏水表面上温度和相对湿度对硫酸钙液滴的蒸发速率均有显著影响。研究成果为矿井水的资源化利用提供了有效的理论支撑。 展开更多
关键词 超疏水表面 化学刻蚀法 盐液滴蒸发 固着液滴法 蒸发速率 接触角 方差分析
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超疏水表面上冷凝液滴发生弹跳的机制与条件分析 被引量:19
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作者 刘天庆 孙玮 +1 位作者 孙相彧 艾宏儒 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1206-1212,共7页
使用液滴合并前后的体积和表面自由能守恒作为两个限制条件,确定了合并液滴的初始形状,即为偏离平衡态的亚稳态液滴,具有缩小其底半径而向平衡态液滴转变的推动力.进而分析了液滴变形过程中的推动力和三相线(TPCL)上的滞后阻力,建立了... 使用液滴合并前后的体积和表面自由能守恒作为两个限制条件,确定了合并液滴的初始形状,即为偏离平衡态的亚稳态液滴,具有缩小其底半径而向平衡态液滴转变的推动力.进而分析了液滴变形过程中的推动力和三相线(TPCL)上的滞后阻力,建立了液滴变形的动态方程并进行了差分求解.如果液滴能够变形至底半径为0mm的状态,则根据该状态下液滴重心上移的速度确定液滴的弹跳高度.不同表面上冷凝液滴合并后的变形行为的计算结果表明,光滑表面上的液滴合并后,液滴只能发生有限的变形,一般都在达到平衡态之前就停止了变形,因此冷凝液滴不会发生弹跳;粗糙表面上的Wenzel态液滴的三相线上的滞后阻力更大,因而液滴更难以变形和弹跳;具有微纳二级结构表面上只润湿微米结构,但不润湿纳米结构的部分Wenzel态液滴能够变形至Cassie态,但没有明显的弹跳;只有在纳米或微纳二级结构表面上的较小Cassie态液滴合并后,液滴易于变形至底半径为0mm的状态并发生弹跳.因此,Cassie态合并液滴处于亚稳态,并且其三相线上的移动阻力很小,是导致冷凝液滴弹跳的关键因素. 展开更多
关键词 超疏水表面 纳米 微纳二级结构 冷凝 液滴变形 弹跳 机理 模型
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超疏水表面耐久性能的研究进展 被引量:19
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作者 郭永刚 张鑫 +4 位作者 耿铁 吴海宏 徐琴 王迎春 栗正新 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期63-72,共10页
超疏水表面由于其独特的表面润湿特性,具有很大的应用前景。但是超疏水表面的微纳米二元粗糙结构和低表面能物质极易受到磨损和油污等影响而遭到破坏或损耗,从而影响了其耐久性能,限制了其实际运用,因此研究超疏水表面的耐久性能具有重... 超疏水表面由于其独特的表面润湿特性,具有很大的应用前景。但是超疏水表面的微纳米二元粗糙结构和低表面能物质极易受到磨损和油污等影响而遭到破坏或损耗,从而影响了其耐久性能,限制了其实际运用,因此研究超疏水表面的耐久性能具有重要意义。综述首先介绍了超疏水表面耐久性能差的主要原因,然后梳理了超疏水表面耐久性能的测试方法,对如何增强超疏水表面耐久性能的途径进行了总结,最后指出目前超疏水表面耐久性能研究中存在的一些问题,旨在对耐久性超疏水表面的研究进展有一个全面的认识,对耐久性超疏水表面的发展提供一些理论指导,并展望了未来耐久性超疏水研究的发展方向和趋势。 展开更多
关键词 超疏水表面 耐久性能 测试方法 磨损 研究进展
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超疏水表面减阻水洞实验及减阻机理研究 被引量:20
16
作者 黄桥高 潘光 +2 位作者 武昊 胡海豹 宋保维 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期21-25,共5页
针对超疏水表面功能材料在流动减阻方面的潜在应用,通过水洞实验研究了具有超疏水表面航行器模型的阻力特性,获得了其减阻特性曲线,并得到了超过20%的减阻效果。对超疏水表面进行了表面能特性和滑移特性分析,认为表面组分中的疏水基团... 针对超疏水表面功能材料在流动减阻方面的潜在应用,通过水洞实验研究了具有超疏水表面航行器模型的阻力特性,获得了其减阻特性曲线,并得到了超过20%的减阻效果。对超疏水表面进行了表面能特性和滑移特性分析,认为表面组分中的疏水基团和表面微观结构分别导致了超疏水表面的低表面能效应和壁面滑移效应,两者是超疏水表面具有减阻作用的直接原因。 展开更多
关键词 超疏水表面 洞实验 表面 微观结构 减阻机理
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以砂纸为模板制作聚合物超疏水表面 被引量:28
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作者 谢永元 周勇亮 +1 位作者 俞小春 夏海平 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1577-1580,共4页
报道了一种聚合物材料超疏水表面的简便制备方法.以不同型号的金相砂纸为模板,通过浇注成型或热压成型技术,在聚合物表面形成不同粗糙度的结构.接触角实验结果证明,聚合物表面与水的接触角随着所用砂纸模板粗糙度的增加而加大,其中粒度... 报道了一种聚合物材料超疏水表面的简便制备方法.以不同型号的金相砂纸为模板,通过浇注成型或热压成型技术,在聚合物表面形成不同粗糙度的结构.接触角实验结果证明,聚合物表面与水的接触角随着所用砂纸模板粗糙度的增加而加大,其中粒度号为W7和W5砂纸制作的表面与水的接触角可超过150°,显示出超疏水性质.多种聚合物使用砂纸为模均可制备不同粗糙度及超疏水的表面,本征接触角对复制表面浸润性的影响从Wenzel态到Cassie态而变小.扫描电镜结果表明,不规则形状的砂纸磨料颗粒构成了超疏水所需要的微纳米结构的模板. 展开更多
关键词 超疏水表面 砂纸 聚合物 接触角
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微观结构对超疏水表面润湿性的影响 被引量:19
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作者 潘光 黄桥高 +1 位作者 胡海豹 刘占一 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期163-166,共4页
润湿性是衡量超疏水表面疏水强弱的最重要特征之一,而微观结构与超疏水表面的润湿性有着密切联系。本文讨论了导致超疏水现象的两种理论模型——Wenzel模型和Cassie模型,并运用模型分析了微观结构的几何参数对超疏水表面表观接触角的影... 润湿性是衡量超疏水表面疏水强弱的最重要特征之一,而微观结构与超疏水表面的润湿性有着密切联系。本文讨论了导致超疏水现象的两种理论模型——Wenzel模型和Cassie模型,并运用模型分析了微观结构的几何参数对超疏水表面表观接触角的影响。分析表明,在制备超疏水表面过程中应使表面状态满足Cassie模型,并可以通过改变微观结构的几何参数来控制表面润湿性,获得具有较大表观接触角的超疏水表面。 展开更多
关键词 超疏水表面 微观结构 润湿性 接触角 几何参数
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超疏水表面的润湿性及其应用研究 被引量:19
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作者 潘光 黄桥高 +1 位作者 胡海豹 刘占一 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第21期64-67,共4页
润湿性是衡量超疏水表面疏水强弱的最重要特征之一,主要由表面化学组成和表面微观结构共同决定。简述了超疏水表面的润湿性理论,综述了超疏水表面的最新研究进展,包括制备方法、应用研究及理论分析,详细介绍了其在自清洁和减阻方面的应... 润湿性是衡量超疏水表面疏水强弱的最重要特征之一,主要由表面化学组成和表面微观结构共同决定。简述了超疏水表面的润湿性理论,综述了超疏水表面的最新研究进展,包括制备方法、应用研究及理论分析,详细介绍了其在自清洁和减阻方面的应用,最后提出了现阶段超疏水表面研究所面临的问题,并展望了其诸多领域的发展前景。 展开更多
关键词 超疏水表面 润湿性 表面微观结构 接触角 自清洁 减阻
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超疏水表面液滴合并诱导弹跳现象分析 被引量:12
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作者 王四芳 兰忠 +2 位作者 彭本利 白涛 马学虎 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期17-22,共6页
在紫铜基表面上制备了具有微纳结构的十八烷基硫醇自组装超疏水表面,采用高速摄像和显微技术研究了水平表面上液滴合并运动特性。实验结果表明,超疏水表面上液滴合并过程中释放出的表面能可以克服表面黏附作用诱发液滴弹跳现象,液滴越小... 在紫铜基表面上制备了具有微纳结构的十八烷基硫醇自组装超疏水表面,采用高速摄像和显微技术研究了水平表面上液滴合并运动特性。实验结果表明,超疏水表面上液滴合并过程中释放出的表面能可以克服表面黏附作用诱发液滴弹跳现象,液滴越小,弹跳高度越大。考虑液滴表面黏附功、液滴运动引起的黏性耗散能等,根据能量守恒原理进行了理论分析。理论分析结果表明,液滴合并诱导弹跳现象存在最小液滴半径约为39.9μm;随着液滴半径的增大,液滴弹跳高度增大,液滴半径为83.7μm时达到弹跳最大高度点,随着液滴半径继续增大,液滴弹跳高度减小,直至最大半径约3.9mm时,无液滴弹跳现象发生而是在合并位置发生脉动。 展开更多
关键词 超疏水表面 微纳结构 液滴 合并 弹跳
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