特邀报告仿生锥形梯度表面的液滴自驱动机理及应用研究
编号：42
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更新：2024-04-24 12:54:04
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摘要
仿生锥形表面能够在没有外界能量输入的情况下实现液滴（水滴、油滴等）的自发定向运输，从而在液滴操纵、微流控、药物筛选、能量收集和微量润滑等方面具有重要的应用潜力。研究液滴在仿生锥形表面的运动行为机理及开发先进液滴操控功能表面具有重要的学术价值和工程意义。本报告将介绍我们在该领域的最新研究工作：（1）通过数值模拟定量研究了液滴在锥形表面的运动行为，系统分析了润湿性、锥角和液滴尺寸对于液滴运动行为的影响规律和机理（Soft Matter, 2022, 18, 9172-9180）。（2）通过电化学刻蚀和胶体颗粒自组装方法相结合，制备得到了超亲水仿生锥形铜针，可实现水滴的超快和超远运输（运输速度142 mm/s，运输距离42 mm）（Ind. Eng. Chem. Res. 2023, 62, 27, 10668–10675）。（3）开发得到了一种液滴辅助仿生铜针，可用于水滴在空气和油下环境的快速自运输。水滴在油下环境中的最大运输速度高达76.2 mm/s，运输距离超33 mm，较之前的研究报道提高了10倍。此外单根仿生铜针的水雾收集效率高达2220 mg/h，是原始铜针的9.7倍，可用于干旱地区淡水收集（ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 51, 59920–59930）。
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