微槽凸度对于分级结构超疏水表面上稳健气层的关键作用
软凝聚态物质
2021-11-18 v1 化学物理
摘要
截留在浸没疏水表面上的气层（plastron，气膜）对其功能至关重要。纤维状形态提供了一条自然途径，但它们仅限于较窄的液体-表面体系范围，且易受压力波动影响而不可逆地破坏气膜。受支持其纤维状突起的水蕨（Salvinia）叶片的凸形沟槽表面启发，我们研究了具有椭圆互连微槽的 3D 打印双尺度表面上的气膜形成。槽曲率稳定了一种种子气层（SGL），它促进所有浸没疏水表面的气膜形成与恢复。计算与理论计算表明，决定气膜稳健性的 SGL 存储容量源于液面弯月面对槽几何与压力的适应，并可通过分离槽进一步调控。我们的研究强调了槽凸度作为设计用于稳健超疏水性的多尺度浸没表面的关键形态学特征。
引用
@article{arxiv.2111.09270,
title = {Microgroove convexity is critical for robust gaseous layers on hierarchically-structured superhydrophobic surfaces},
author = {Xiao Han and Jingnan Liu and Moneesh Upmanyu and Hailong Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.09270},
year = {2021}
}