非均匀润湿性如何增强沸腾

对于亲水基质中嵌有疏水斑块的基底上的过热水，可以选择温度使得微气泡在疏水斑块上而非亲水基质上形成、生长和合并。在覆盖一个斑块并形成一个钉扎的大气泡之前，气泡具有接触角$\pi-\theta_2$，其中$\theta_2$是水在斑块材料上的后退接触角。这个钉扎的大气泡作为准静态生长过程的初始条件，类似于朗道过程，只要在钉扎气泡生长期间避免了亲水基质的脱钉和去润湿，就会通过形成颈部导致脱离：气泡接触角不应超过$\pi-\theta_1$，其中$\theta_1$是水在基质材料上的后退接触角。然后，沸腾过程可能进入大气泡在斑块上形成和脱离的循环；可以优化这些斑块的半径，以在给定基底面积下最大化热传递。为了使这一分析定量化，我们重新审视了当重力显著或可忽略时，关键物理量（如气泡能量）作为气泡生长体积函数的Young-Laplace准静态演化：这既涉及固定圆形足迹上的钉扎气泡（Dirichlet边界条件），也涉及具有固定接触角的自由非钉扎气泡（Neumann边界条件）。