透过阳光吸收增强超疏水性的透明光热超表面
光学
2021-01-13 v1
摘要
赋予并保持表面超疏水性在过去数年受到显著研究关注，其驱动力来自广泛的重要应用以及材料与表面纳米工程的进步。研究者已探究温度对液滴-表面相互作用的影响，当液体成核显现时，由于随之在表面织构中发生冷凝而损害其抗润湿行为，这带来了额外挑战。同时保持表面透明性构成了额外且重大的挑战。所提解决方案常受限于工作温度或对透过表面的可见性有害。在此我们引入一种可扩展方法，采用等离子体光热超表面复合材料，能够收集阳光并自然加热表面，在冷凝与起雾本将强烈发生的严苛环境条件下维持拒水性与透明性。我们证明这些表面在阳光照射下，即便液滴与表面温差达 50{\deg}C，也能通过抑制织构内冷凝物形成、保持透明性来防止撞击水滴滴穿。我们还展示了同一透明超表面涂层如何与分级微纳粗糙织构结合并协同工作，从而在过冷条件下同时实现优越的压力驱动抗穿透性与避免水成核及相关可能的结霜。我们的工作可作为针对窗户、眼镜和光学元件等表面撞击水的可持续解决方案，找到大量应用。
引用
@article{arxiv.2101.04511,
title = {Transparent Photothermal Metasurfaces Amplifying Superhydrophobicity by Absorbing Sunlight},
author = {Efstratios Mitridis and Henry Lambley and Sven Tröber and Thomas M. Schutzius and Dimos Poulikakos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.04511},
year = {2021}
}