中科院寧波材料所低溫自驅(qū)動(dòng)Leidenfrost液滴研究獲新進(jìn)展
目前，織構(gòu)化表面與液體流動(dòng)行為間相互關(guān)系已成為摩擦減阻、微反應(yīng)器等交叉研究領(lǐng)域熱點(diǎn)，如何預(yù)測(cè)并主動(dòng)控制液滴運(yùn)動(dòng)行為是設(shè)計(jì)與構(gòu)建低摩擦表面與微反應(yīng)器的首要問題。*寧波材料技術(shù)與工程研究所寧波市海洋防護(hù)材料與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員在織構(gòu)化表面輪廓與溫度對(duì)Leidenfrost液滴狀態(tài)控制方面取得新進(jìn)展。
研究人員利用光刻法、線切割和磁控濺射相結(jié)合的方法制備了多種類型的織構(gòu)化表面，采用動(dòng)態(tài)接觸角法表征了熱織構(gòu)化表面上單相態(tài)液滴的界面潤(rùn)濕性與表面溫度之間關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了織構(gòu)化表面輪廓與溫度為特征的液滴行為控制方式。研究表明，液滴Leidenfrost溫度點(diǎn)受控于織構(gòu)化表面輪廓，即液滴Leidenfrost溫度隨表面微柱體的柱頂正方形邊長(zhǎng)與織構(gòu)化表面微柱體構(gòu)成的正交矩形波波長(zhǎng)的增長(zhǎng)而提高，但其隨環(huán)境溫度的升高而降低；疏水性越強(qiáng)的表面具有更高的Leidenfrost溫度，鋸齒狀表面的鋸齒寬度小于液滴半徑，這樣的表面對(duì)水滴具有較強(qiáng)的方向效應(yīng)。
Leidenfrost液滴底部蒸氣層的良好自潤(rùn)滑效應(yīng)可減弱微升級(jí)液滴在微反應(yīng)器中的流動(dòng)阻力。本研究為微反應(yīng)器中微/納升級(jí)液滴的控制提供了一種以Leidenfrost液滴為基元的控制方式，而織構(gòu)化表面微反應(yīng)器對(duì)液滴的Leidenfrost點(diǎn)的響應(yīng)性也拓寬了微反應(yīng)器對(duì)不同溫度條件化學(xué)反應(yīng)的適用范圍。
該研究成果發(fā)表于Journal of Colloid and Interface Science（367 (2012) 450-454）以及《科學(xué)通報(bào)》（56 (2011): 74-78）。
上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（50775212，20306014）和寧波市杰出人才專項(xiàng)資金（2009A310004）項(xiàng)目等支持。
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