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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 表面 润湿理论 表面处理
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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 表面(shs) 接触时间 能量演化
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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 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
4
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 表面 液滴间距 传热 混合方式
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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 表面 弹跳强化 两相流 界面张力 数值模拟
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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
6
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 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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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 表面 抗盐腐蚀
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超疏水涂层在镁合金防腐蚀领域中的研究进展
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作者 黄秀玲 王付 +1 位作者 张凡 陶泽 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第2期411-438,共28页
镁合金因其优良的性能在工业和生物医用等领域表现出巨大的应用潜力。然而,镁合金在空气与潮湿环境中极易被腐蚀,限制了其广泛应用。通过在镁合金基体表面构建纳米粗糙结构,并使用低表面能物质修饰,以形成超疏水涂层,可有效防止其在空... 镁合金因其优良的性能在工业和生物医用等领域表现出巨大的应用潜力。然而,镁合金在空气与潮湿环境中极易被腐蚀,限制了其广泛应用。通过在镁合金基体表面构建纳米粗糙结构,并使用低表面能物质修饰,以形成超疏水涂层,可有效防止其在空气与潮湿环境中被腐蚀。本文首先对固体表面润湿性理论进行简要介绍,随后综述近年来镁合金表面超疏水涂层的制备方法,包括蚀刻法、水热法、微弧氧化法、电沉积法、浸渍法等,分析各方法通过不同的实验条件所获得的超疏水涂层结构和性能的差异,并介绍了超疏水涂层的发展趋势。最后指出目前超疏水涂层在实际应用中存在的问题,并对未来镁合金表面超疏水涂层的发展方向进行展望。 展开更多
关键词 涂层 镁合金 防腐蚀 表面改性
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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 表面 加工技术 耐磨性 微纳结构 表面
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光热杂化粒子基超疏水防霜涂层及多功能应用 被引量:1
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作者 王雨桐 吴明明 +2 位作者 张静 陈诚 姜黎 《印染》 北大核心 2025年第2期49-53,共5页
以模板刻蚀法制得的聚合物基空心微球为微型反应容器,基于相似相容原理,在室温机械搅拌作用下将由单体与引发剂组成的反应性油相吸收进微容器中,同时沉积无机纳米粒子于微容器表面,在无需化学修饰的条件下通过限域热引发聚合反应,以“... 以模板刻蚀法制得的聚合物基空心微球为微型反应容器,基于相似相容原理,在室温机械搅拌作用下将由单体与引发剂组成的反应性油相吸收进微容器中,同时沉积无机纳米粒子于微容器表面,在无需化学修饰的条件下通过限域热引发聚合反应,以“自下而上”的方式构建微纳多级光热杂化粒子(MNPHPs)。通过扫描电子显微镜(SEM)和高倍透射电子显微镜(TEM)对MNPHPs的微观结构进行观察,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)等对其化学信息进行表征,并探究了其润湿性能以及光热转换性能。基于热黏合法,在不同基底上构筑MNPHPs基超疏水防霜涂层并对其进行多功能应用。研究发现,MNPHPs基涂层具有良好的超疏水、光热转换性能和抗污自清洁能力。 展开更多
关键词 功能整理 光热杂化粒子 表面 防霜表面 润湿性能 涂层
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钛合金表面超疏水膜的制备及其耐蚀性与机械稳定性 被引量:3
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作者 赵明欣 赵旭 郎小尘 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2024年第2期44-51,共8页
采用阳极氧化工艺在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜作为过渡层,然后喷涂SiO_(2)颗粒溶胶烘烤使其固化成膜,再通过正辛基三乙氧基硅烷表面修饰,制备出具有微纳米表面结构、接触角为151.6°的超疏水膜。结果表明:超疏水膜的主要成分... 采用阳极氧化工艺在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜作为过渡层,然后喷涂SiO_(2)颗粒溶胶烘烤使其固化成膜,再通过正辛基三乙氧基硅烷表面修饰,制备出具有微纳米表面结构、接触角为151.6°的超疏水膜。结果表明:超疏水膜的主要成分为Ti、O、Si和C元素,腐蚀电流密度仅为8.06×10^(-8)A/cm^(2),较裸钛合金降低约一个数量级,并且电荷转移电阻和低频阻抗模值较裸钛合金分别增大约7000Ω·cm^(2)、3000Ω·cm^(2),表现出良好的耐蚀性,可作为耐腐蚀膜层对钛合金起到防护作用。超疏水膜经受80次落砂冲击、50次胶带剥离以及沿砂纸往复摩擦400 cm后,接触角仍然大于150°,保持超疏水状态。蜂窝状多孔结构的阳极氧化膜充当过渡层,使溶胶膜和表面修饰形成的薄膜与钛合金基体牢固结合,从而表现出良好的机械稳定性。 展开更多
关键词 钛合金 阳极氧化 表面修饰 耐蚀性 机械稳定性
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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 表面
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亲水-超疏水相间表面通气减阻实验研究 被引量:2
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作者 郭沛洋 张毅 +1 位作者 张梦卓 胡海豹 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期94-100,共7页
超疏水表面有利于在壁面形成气膜层,是一种潜在的兼具防污功能的新式仿生减阻技术,但在高速来流的剪切作用下该气膜易流失破坏.通过构造亲水-超疏水相间表面来增强超疏水表面气膜层的稳定性,从而期望达到更优的减阻效果.采用重力式水循... 超疏水表面有利于在壁面形成气膜层,是一种潜在的兼具防污功能的新式仿生减阻技术,但在高速来流的剪切作用下该气膜易流失破坏.通过构造亲水-超疏水相间表面来增强超疏水表面气膜层的稳定性,从而期望达到更优的减阻效果.采用重力式水循环管道测试系统,测试了在湍流状态下,超疏水条带宽度与雷诺数对减阻效果的影响,并分析了对应的气膜铺展状态及其对减阻特性的影响.结果表明,亲水-超疏水相间表面持续通气能解决表面气膜层的流失问题,实现气膜层的长时间稳定维持;表面减阻率随水流速度(雷诺数)的增大呈现降低趋势,且表面气膜稳定性逐渐降低;表面减阻率随超疏水条带宽度增加呈现出先增后减的趋势,并在超疏水条带宽度为5.0 mm时达到最大,最大减阻率为40.2%.分析原因在于,超疏水条带较窄时,高剪切应力的液固界面占比较高,带来了较高的阻力;而条带较宽时,表面气膜层稳定性不佳.因而在某一流动状态下,存在最为合适的超疏水条带宽度,使得减阻效果最佳. 展开更多
关键词 表面 减阻 通气 气膜 湍流
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仿耐寒竹叶微结构的超疏水防冰表面制备实验设计 被引量:1
14
作者 冯晓明 王治中 +2 位作者 颜兵兵 殷宝麟 张宝岩 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第11期16-19,63,共5页
为了模仿耐寒竹叶的微结构特征,基于润湿性和传热基本理论,通过仿生学方法,开发了一种超疏水防冰表面。利用纳秒激光刻蚀一步法在金属铜表面构建微纳分级结构,再用豆蔻酸溶液对表面进行修饰,从而制备出具有仿耐寒竹叶微结构的超疏水表面... 为了模仿耐寒竹叶的微结构特征,基于润湿性和传热基本理论,通过仿生学方法,开发了一种超疏水防冰表面。利用纳秒激光刻蚀一步法在金属铜表面构建微纳分级结构,再用豆蔻酸溶液对表面进行修饰,从而制备出具有仿耐寒竹叶微结构的超疏水表面,并将其应用于防冰实验。实验结果表明,所设计的仿生样件继承了耐寒竹叶优异的超疏水防冰性能。 展开更多
关键词 仿生结构 表面 润湿性 防冰性能 实验设计
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超疏水表面的防/除冰研究与应用 被引量:2
15
作者 王钰博 孙永阳 +1 位作者 薛意青 梁文彦 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1497-1507,共11页
为了避免表面覆冰对日常生产生活造成的巨大影响,解决传统防/除冰技术存在效率低、能耗大、高污染等问题,本文梳理了基于超疏水特性实现表面防/除冰的研究进展。介绍了固体表面浸润性理论及常见的超疏水表面的制备方法,对超疏水表面的... 为了避免表面覆冰对日常生产生活造成的巨大影响,解决传统防/除冰技术存在效率低、能耗大、高污染等问题,本文梳理了基于超疏水特性实现表面防/除冰的研究进展。介绍了固体表面浸润性理论及常见的超疏水表面的制备方法,对超疏水表面的被动防冰和主动除冰方法进行了综述和讨论,归纳了基于超疏水表面的防/除冰策略在航空、船舶、电力等领域的具体应用。总结和剖析了超疏水防/除冰表面在实际应用中存在的问题和面临的挑战,对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 仿生 表面与界面 复合材料 被动防冰 主动除冰 研究进展 工程应用
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仿生超疏水多级结构表面设计及机理研究 被引量:3
16
作者 李欣茹 赵张驰 +4 位作者 薛洋 吴宏荣 刘禹 王春雷 魏宁 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第22期171-179,共9页
目的实现液滴在仿生超疏水表面的水黏附力调控。方法通过调控表面结构实现薄膜由仿玫瑰花瓣高黏附疏水表面转变为仿荷叶低黏附超疏水表面。将PS微球与无水乙醇混合制得涂层结构,将其转移到半固化的PDMS表面蒸发固化,通过调控PS微球的尺... 目的实现液滴在仿生超疏水表面的水黏附力调控。方法通过调控表面结构实现薄膜由仿玫瑰花瓣高黏附疏水表面转变为仿荷叶低黏附超疏水表面。将PS微球与无水乙醇混合制得涂层结构,将其转移到半固化的PDMS表面蒸发固化,通过调控PS微球的尺寸和混合比例,得到具有水黏附力可控的超疏水表面。利用场发射扫描电子显微镜、白光干涉仪和接触角测量仪,对薄膜表面的微观形貌、粗糙度和润湿性能进行表征。最后利用两种不同功能的表面制备了简易的液滴无损转移装置。结果通过制备直径为80 nm、8μm以及80 nm-8μm混合PS微球表面,发现80 nm和8μm表面的液滴接触角分别为129.3°和131.4°左右,但两种表面均呈现出液滴高黏附现象,即使表面翻转180°液滴也不会滚落。但80 nm-8μm混合表面呈现出低黏附超疏水现象,接触角可达158.3°,滚动角为8.9°。此外当两种粒子按体积比为1:1混合时,超疏水性最好。结论制备出的具有不同液滴黏附性的仿生超疏水表面,可实现微量液滴的无损转移,在自清洁、减阻、微流体和生化分析等领域具有应用潜力。 展开更多
关键词 表面 玫瑰花瓣效应 荷叶效应 聚苯乙烯微球 多级结构 界面黏附
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铝合金超疏水表面制备方法及防腐应用研究现状 被引量:2
17
作者 李雪伍 杜少盟 +1 位作者 闫佳洋 石甜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期182-191,共10页
受“荷叶效应”为代表的超疏水现象启发,几十年来,超疏水材料制备技术发展迅猛。铝合金有良好的铸造与塑性加工性能,是工业应用极广泛的材料之一,海洋、航空等特殊应用领域对铝合金表面性能提出更高要求,而超疏水材料具有耐腐蚀、自清... 受“荷叶效应”为代表的超疏水现象启发,几十年来,超疏水材料制备技术发展迅猛。铝合金有良好的铸造与塑性加工性能,是工业应用极广泛的材料之一,海洋、航空等特殊应用领域对铝合金表面性能提出更高要求,而超疏水材料具有耐腐蚀、自清洁、抗污染、防覆冰等优良特性。因此,对铝合金进行超疏水表面构筑,进一步提高其耐腐蚀性能具有重要现实意义。本文梳理了润湿性经典理论,然后对铝合金超疏水表面制备过程进行综述,接着对铝合金超疏水表面制备方法进行归纳,包含刻蚀法、电沉积法、氧化法及水热法等,在此基础上讨论了铝合金超疏水表面抗腐蚀机理及在耐腐蚀领域应用现状,最后提出铝合金超疏水表面从实验研究到实际生产应用过程所面临的现实问题,并提出系统建议与展望。 展开更多
关键词 铝合金 制备工艺 耐腐蚀机理 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:2
18
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 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:1
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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 表面
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水下高压抗润湿V型槽分级铜纳米线簇超疏水表面的减阻研究
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作者 张祺瑞 李启迅 +2 位作者 阮达 刘渊博 马学虎 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期558-565,共8页
针对水下减阻超疏水表面气层稳定性差的问题,提出了在金属铜基底上使用两步电化学沉积法,制备了一种具有V型槽结构、区室化簇状结构和微纳分级结构的铜纳米线超疏水表面,进行了水下高压气层稳定性测试和减阻测试。结果表明,该表面最高可... 针对水下减阻超疏水表面气层稳定性差的问题,提出了在金属铜基底上使用两步电化学沉积法,制备了一种具有V型槽结构、区室化簇状结构和微纳分级结构的铜纳米线超疏水表面,进行了水下高压气层稳定性测试和减阻测试。结果表明,该表面最高可在0.45 MPa水压下维持76%的未润湿区域。同时,该表面在平板流变仪层流减阻测试中可取得高达56%的减阻率,具有优异的减阻性能。V型槽分级铜纳米线簇超疏水表面兼具水下高压气层稳定性和减阻效果,可应用到实际船舶航行领域,为解决超疏水表面减阻应用的瓶颈问题提供方案。 展开更多
关键词 表面减阻 分级结构 气层稳定性 铜纳米线
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