IMECH-IR  > 非线性力学国家重点实验室
潮湿环境中仿生微柱阵列表面的自发除湿研究
李兴济; 彭志龙; 陈少华
Source Publication2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)
2018-11-23
Pages460-460
Conference Name2018年全国固体力学学术会议
Conference Date2018年11月23日至25日
Conference Place中国黑龙江哈尔滨
Abstract借助于表面的微纳米等级结构,荷叶表面可以实现优异的超疏水自清洁性能。然而,在潮湿环境中,凝结在荷叶表面的液滴展现了亲水性Wenzel浸润状态,而不是疏水性Cassie-Baxter浸润状态。在人工制备的微柱阵列表面上也存在这种反常的亲/疏水浸润现象,极大制约了其在自清洁,防冰防雾,集水及热传导领域的应用。近几年,实验发现通过精确设计微柱形状、尺寸、间距等,可以实现潮湿环境中的自发除湿,即液滴的在微柱之间凝结长大,最终弹出微柱顶端的现象。然而,后续的理论研究仍有缺失。为了解释现象背后的力学机理,本文建立了一种具有任意微柱形状的2D阵列表面模型,定量给出了液滴凝结过程中,凝结状态与除湿状态之间的能量势垒表达式。进一步,以梯形、抛物线形微柱为例,分析了微柱尺寸与间隔对自发除湿的影响,并解析给出了发生自发除湿的临界条件。本工作不仅证明和解释了潮湿环境下荷叶的反常浸润性,并且为定量优化仿生微柱阵列表面的除湿性能提供了理论依据。
Keyword自发除湿 微柱阵列表面 荷叶效应 防雾 表面效应功能化
Funding Organization国家自然科学基金项目(11532013,11672302)
Language中文
Document Type会议论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/80481
Collection非线性力学国家重点实验室
Affiliation1.中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室
2.中国科学院大学工程科学学院
3.北京理工大学先进结构技术研究院
4.北京理工大学轻量化多功能复合材料与结构北京市重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
李兴济,彭志龙,陈少华. 潮湿环境中仿生微柱阵列表面的自发除湿研究[C]2018年全国固体力学学术会议摘要集(上),2018:460-460.
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