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超疏液表面润湿建模研究获重要进展

发布时间:2019-08-16 08:36:37   编辑:it技术教程网   阅读次数:

  7月8日,从中国科学院深圳先进研究院传来消息,该院在超疏液表面润湿建模方面的研究获得重要进展。

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  现代社会的工业生产和日常生活中,固液界面相互作用带来的液体吸附、残留、腐蚀、扩散、污染、损失等广泛存在,具有低粘附、易流动特性的仿荷叶的超疏液表面成为减少液体吸附和残留的理想选择。超疏液表面作为超疏水表面的升级和扩展,其具有的诸多优良特性,尤其是其对任何液体的自清洁特性,在减少塑料袋白色污染、医疗器具抗菌、纺织服装、挡风玻璃、高层建筑清洁、厨房油烟、微流体设备等领域都极具应用潜力。

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  中国科学院深圳先进技术研究院吴天准课题组的王智伟博士等基于三相接触线的力学,分析研究了超疏液表面的润湿机理,获得了可预测不同微纳结构超疏液表面的压力稳定性和接触角滞后的有效模型。

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  研究人员首先基于不同微纳结构超疏液表面液滴的受力分析,给出了表面压力稳定性的表达式,并针对超疏液表面的两种失效模式引入了两个无量纲参数,从而实现液滴润湿状态的判定和预测。此外研究人员还设计了离散环形排列的超疏液表面,以利于获得三相接触线,并利用深反应离子刻蚀技术(DRIE)制备了Si基的超疏液表面,通过提出接触线比例分数并以此修正了“弹簧”模型,获得了适用于非均质超疏液表面的接触角滞后的理论模型,模型结果与实验结果吻合良好。这些研究成果可用于预测超疏液表面液滴的润湿状态和运动阻力,有助于高性能超疏液表面的设计、制备,对超疏液表面的早日实用化具有重要意义。

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