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应用激光2025年第11期:基于梯度润湿机理的液滴自运输表面制备及其性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:顾少警;张朝阳;孙诗成;张嘉蓓;

单位:江苏大学机械工程学院;

摘要:通过激光刻蚀在超疏水表面上形成从超疏水到超亲水的润湿梯度,实现无外力介入的液滴自运输。采用皮秒激光对铜表面进行一次刻蚀生成纳米级颗粒,将其氟化后获得超疏水的铜表面,制作出的超疏水表面水接触角为163°,滚动角为1°;之后用皮秒激光对超疏水铜表面进行二次刻蚀,通过控制刻蚀间隙参数的变化生成具有不同水接触角的表面。考察液滴在激光二次刻蚀后铜表面上的延展性。探究一种润湿性梯度表面制备方法,使液滴从163°接触角表面运动到8°接触角表面,其中由拉普拉斯压力差作为驱动力,液滴质心降低释放的重力势能也可以抵消粘滞阻力产生的能量损耗,将前人研究中液滴极限移动距离的10 mm提高到了15 mm,可以更好的应用到药品运输或者微流体系统中。

关键词:液滴自运输;;超疏水;;超亲水;;润湿梯度;;激光;;势能

基金资助:国家自然科学基金项目(52575501;52505483;52275431)