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二维图案化界面上的液体单向“任性”输运

年夜天然是人类最好的先生。借助于特别三维结构和外面理化性质,各类动植物能够有用的将液体输运到其所需的场所。例如,戈壁中的蜥蜴能够使用定向排列的鳞片完成液体单向输运,静若处子般的摄入水分。猪笼草内壁及上方口缘能够定向被液体滋润,然后完成“油嘴滑虫”。对此类天然现象的仿生研发将在流体自觉传质、界面光滑以及多相别离等方面取得运用。
前期研讨中,为完成液体定向输运往往需要引进纰谬称的三维微结构体。此类结构在成功完成液体单向输运的一起,弗成防止的前进了界面系统的杂乱性和顺应性。根据对天然界现象的懂得和已有作业的认知,天津年夜学化工学院曹墨源副研讨员小组规划了二维滋润性图画化平面,完成了一系列的液体单向输运进程。此界面材料以超亲水二氧化钛为基底,经由进程细马克笔挺接制作疏水性图画。机理层面,定向排列的疏水性栅门可发作的纰谬称液体阻力,然后推进了液体的单向输运。为比较之前研讨,此项作业证明了仅依靠二维滋润性图画就能够“指示”液体在平面上定向继续输运,下降了此类液体输运界面的运用门槛,也为其多样化规划供应了新的机会。
如图所示,当向界面上继续施加液体时,液体将会逆栅门而上,对着疏水图画的歪斜倾向进行快速铺展。
获益于简化的二维平面结构,杂乱的液体输运进程能够整合在一致基底上。经由进程调理疏水栅门的歪斜倾向,逆时针温顺时针的液体单向输运能够同步进行。


文章近期揭橥于Materials Horizons杂志,榜首作者为天津年夜学分子科学与工程系学生耿辉同窗。

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