国产精品视频一区二区三区四,亚洲av美洲av综合av,99国内精品久久久久久久,欧美电影一区二区三区电影

產(chǎn)品推薦:氣相|液相|光譜|質(zhì)譜|電化學(xué)|元素分析|水分測定儀|樣品前處理|試驗機|培養(yǎng)箱


化工儀器網(wǎng)>技術(shù)中心>解決方案>正文

歡迎聯(lián)系我

有什么可以幫您? 在線咨詢

Science:仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面流體自主擇向

來源:深圳摩方新材科技有限公司   2022年02月24日 10:36  

1.jpg

 

 

 

流體可控輸運廣泛存在于各種自然系統(tǒng)和實際工程中,在微流控、冷凝換熱、抗結(jié)冰和界面減阻等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。自從/界面科學(xué)潤濕性基礎(chǔ)理論建立以來,國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為,液體傾向于自發(fā)向系統(tǒng)能量降低的方向運動,其運動方向主要取決于表面結(jié)構(gòu)特征和化學(xué)組成,與液體的性質(zhì)無關(guān)。然而,液體能否決定其命運,在不改變表面結(jié)構(gòu)和無能量輸入的前提下實現(xiàn)運動方向的自主選擇是長期以來困擾學(xué)者們的科學(xué)難題。
近日,香港城市大學(xué)王鉆開教授及其合作者借鑒南洋杉葉片多重懸臂結(jié)構(gòu)特征,制備了仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面,通過建立3D固/液界面交互作用,實現(xiàn)流體運動方向的自主選擇。該研究以“3D capillary ratchet-induced liquid directional steering”為題發(fā)表在期刊Science上。大連理工大學(xué)馮詩樂副教授和香港城市大學(xué)朱平安助理教授為論文共同第一作者,香港城市大學(xué)王鉆開教授為論文通訊作者。

 

 

2.jpg

1 南洋杉葉片及其仿生表面多懸臂結(jié)構(gòu)特征。A 南洋杉葉片表面雙重曲率結(jié)構(gòu)特征,包括橫向和縱向曲率。B仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面雙重懸臂結(jié)構(gòu)特征,單個鋸齒厚度80 μm。


要點:研究者借鑒南洋杉葉片結(jié)構(gòu)特征,使用PμSL 3D打印技術(shù)(nanoArch® S140,摩方精密),設(shè)計并制備了由平行排列的具有橫向和縱向曲率的雙重懸臂結(jié)構(gòu)的鋸齒陣列組成的仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面、具有對稱垂直平面葉片結(jié)構(gòu)的表面、具有傾斜平面葉片結(jié)構(gòu)的表面和具有平行溝槽結(jié)構(gòu)的表面。3D打印技術(shù)所使用樹脂為丙烯酸光敏樹脂,固化紫外光波長為405 nm,能量密度、曝光時間、曝光分辨率、打印層厚分別30 mW/cm²,1 s,10 μm,10 μm。葉片間距p750 μm,列間距w1000 μm,葉片傾斜角度為15 – 90°,縱向和橫向的曲率半徑R1R2分別為~400 μm和~650 μm。

3.jpg

圖2南洋杉葉片及仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面流體輸運性能。A酒精(紅色)和水(藍色)在南洋杉葉片上的運動行為。其中,酒精沿著鋸齒結(jié)構(gòu)傾斜的方向運動,而水沿著相反的方向運動。B低表面能液體和高表面能液體在仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面運動行為。

 

 

 

要點:研究者發(fā)現(xiàn),乙醇沿著南洋杉葉片表面鋸齒結(jié)構(gòu)傾斜的方向運動,而水沿著反方向運動,這種通過調(diào)控液體性質(zhì)來控制其輸運方向的現(xiàn)象尚未報道。受此啟發(fā),研究者研究了不同表面張力流體在仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面的輸運性能。研究表明,該仿生功能表面展現(xiàn)出和南洋杉葉片相似的流體擇向性能:低表面能流體沿著鋸齒結(jié)構(gòu)傾斜的方向運動,而高表面能流體沿著與鋸齒結(jié)構(gòu)傾斜相反的方向的運動。即使在長程輸運和圓形表面上,流體依然保持良好的單向輸運性能。

 

 

4.jpg

3 仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面流體自主擇向機理。A/B低表面能液體和高表面能液體在仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面的鋪展行為。C橫向曲率結(jié)構(gòu)懸臂效應(yīng)力學(xué)分析模型。D流體打破結(jié)構(gòu)扎釘效應(yīng)的臨界狀態(tài)。E縱向曲率結(jié)構(gòu)懸臂效應(yīng)力學(xué)分析模型。F流體自主擇向現(xiàn)象和表面結(jié)構(gòu)及流體表面張力的關(guān)系。

 

 


要點:研究者觀察發(fā)現(xiàn),液體在仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面鋪展過程中,低表面能液體固/液界面展現(xiàn)自下而上的鋪展模式,而高表面能液體展現(xiàn)自上而下的鋪展模式。實際上,流體沿著特定方向的自發(fā)鋪展需要滿足兩個臨界條件:第一個,流體能接觸到相鄰的鋸齒結(jié)構(gòu);第二,流體前端受到的驅(qū)動力足夠克服結(jié)構(gòu)的扎釘效應(yīng)。3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)的亞毫米尺度雙重懸臂結(jié)構(gòu)特征,能夠調(diào)控不同表面張力流體兩個臨界條件的閾值,建立3D空間上非對稱固/液界面相互作用,進而選擇流體的鋪展模式和鋪展方向,實現(xiàn)液體運動方向的有效控制。這是仿南洋杉3D毛細(xì)鋸齒結(jié)構(gòu)表面流體自主擇向的本質(zhì)。

該論文合作者包括香港城市大學(xué)機械工程系鄭煥璽、李加乾,大連理工大學(xué)機械工程學(xué)院詹海洋、陳琛、劉亞華教授,香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)系姚希副教授和香港大學(xué)機械工程系王立秋教授。

免責(zé)聲明

  • 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
企業(yè)未開通此功能
詳詢客服 : 0571-87858618
醴陵市| 顺昌县| 博客| 明光市| 洮南市| 兰溪市| 尼玛县| 南漳县| 千阳县| 泸定县| 岐山县| 始兴县| 团风县| 清河县| 广水市| 武安市| 略阳县| 汉沽区| 晴隆县| 高台县| 北碚区| 开封市| 武威市| 专栏| 上杭县| 泸溪县| 新乡市| 宜阳县| 光泽县| 淮安市| 莒南县| 长汀县| 巨野县| 禹州市| 吉林市| 望都县| 汉源县| 延寿县| 大城县| 芦山县| 鸡西市|