受百岁兰启发的波浪形表面的液体收集
应用物理
2019-12-02 v2
摘要
用于大气集水的疏水(HPo)表面需要复杂的润湿性和微结构图案，其成本高且在严重机械和环境退化下耐久性低。受长寿沙漠植物百岁兰(Welwitschia mirabilis)叶片的启发，我们提出了一种稳健的超亲水(SHPi)表面设计，能够增强露水凝结和雾气捕获。该表面由平行排列的毫米级波浪形形貌组成，其上方生长有随机纳米结构。通过研究液体动力学，我们展示了 SHPi 波浪形表面上通过液滴分裂和 Laplace 压力梯度的独特水传输机制。研究表明，SHPi 波浪形表面上的高效水传输与凸区域上增强的水蒸气扩散通量协同作用，显著提高了膜状冷凝的效率。我们进一步证明，波浪形特征通过扰动气流和增加雾滴的平均自由程，提高了雾滴碰撞的概率。
引用
@article{arxiv.1911.10603,
title = {Liquid Collection on Welwitschia-Inspired Wavy Surfaces},
author = {Yuehan Yao and Christian Machado and Youhua Jiang and Emma Feldman and Joanna Aizenberg and Kyoo-Chul Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.10603},
year = {2019}
}