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研究进展:冷凝液滴-超疏水表面 | Nature Communications

今日新材料  · 公众号  ·  · 2025-01-31 00:00

正文

从超疏水表面聚结的冷凝液滴跳跃,可用于增强传热过程,超过了表面冷凝中,更多探索的重力驱动液滴移除模式,这是从能量到水收集应用范围的相变过程。然而,当凝结微液滴聚结时,也可以自发地在表面上全向推进,而不受重力的影响,并通过沿途扫过的液滴中,汲取营养而生长。

今日,美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)Cheuk Wing Edmond Lam,瑞士苏黎世理工学院(ETH Zurich)Dimos Poulikakos等,在Nature Communications上发文,观察并解释了在单独的纳米结构超疏水表面上,聚结凝聚微滴漫游roaming现象背后的物理现象,其中微滴比底层表面纳米结构大几个数量级。

量化并表明,正是纳米结构内成核的随机性质,引起了凝结过程中液滴粘附的固有不对称性,产生了驱动漫游运动的切向动量。在该转化过程中,随后去湿效应,引发了生动的漫游和连续的聚结过程,防止了表面的冷凝物溢流,并增强了表面更新。研究表明,从过剩表面能到动能漫游的更有效转换过程,导致显著提高冷凝物液滴跳跃的传热效率。

Condensate droplet roaming on nanostructured superhydrophobic surfaces.

在纳米结构超疏水表面,冷凝液滴漫游roaming。


图1:仅在纳米结构的超疏水表面上漫游。

图2:漫游事件的特征。

图3:漫游冷凝的传热性能。

图4:切向动量的产生。

图5:漫游中的去湿过程Dewetting in roaming。
文献链接
Lam, C.W.E., Regulagadda, K., Donati, M. et al. Condensate droplet roaming on nanostructured superhydrophobic surfaces. Nat Commun 16, 1167 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56562-x
本文译自Nature。
来源:今日新材料
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