聚結的冷凝液滴從超疏水表面跳躍是一種有趣的現象,與表面冷凝中更深入探索的重力驅動液滴去除模式相比,這種現象可以顯著增強傳熱,表面冷凝是一種相變過程,從能源到水收集等應用都對此十分感興趣。然而,當冷凝微滴聚結時,它們也可以在表面上自發地向各個方向推進,不受重力影響,并通過沿途掃過的液滴為食而生長。
在這里,蘇黎世聯邦理工學院Dimos Poulikakos觀察并解釋了聚結冷凝微滴在純納米結構的超疏水表面上漫游的物理原理,其中微滴比下層表面納米紋理大幾個數量級。
文章要點
1)量化研究表明,正是由于納米結構內成核的隨機性,冷凝過程中液滴粘附的固有不對稱性產生了驅動漫游運動的切向動量。
2)在此轉換過程中,隨后的脫濕會引發生動的漫游和連續聚結過程,防止冷凝液淹沒表面,并增強表面更新。
3)最后,研究表明,從過剩表面能到動能的更高效的漫游轉換過程可顯著提高傳熱效率,而冷凝液滴跳躍是目前理解的最大機制。
參考文獻
Lam, C.W.E., Regulagadda, K., Donati, M. et al. Condensate droplet roaming on nanostructured superhydrophobic surfaces. Nat Commun 16, 1167 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-56562-x
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56562-x