目前，織構化表面與液體流動行為間相互關系已成為摩擦減阻、微反應器等交叉研究領域熱點，如何預測并主動控制液滴運動行為是設計與構建低摩擦表面與高效微反應器的首要問題。中國科學院寧波材料技術與工程研究所寧波市海洋防護材料與工程技術重點實驗室研究人員在織構化表面輪廓與溫度對Leidenfrost液滴狀態控制方面取得新進展。
研究人員利用光刻法、線切割和磁控濺射相結合的方法制備了多種類型的織構化表面，采用動態接觸角法表征了熱織構化表面上單相態液滴的界面潤濕性與表面溫度之間關系，實現了織構化表面輪廓與溫度為特征的液滴行為控制方式。研究表明，液滴Leidenfrost溫度點受控于織構化表面輪廓，即液滴Leidenfrost溫度隨表面微柱體的柱頂正方形邊長與織構化表面微柱體構成的正交矩形波波長的增長而提高，但其隨環境溫度的升高而降低；疏水性越強的表面具有更高的Leidenfrost溫度，鋸齒狀表面的鋸齒寬度最好小于液滴半徑，這樣的表面對水滴具有較強的方向效應。
Leidenfrost液滴底部蒸氣層的良好自潤滑效應可減弱微升級液滴在微反應器中的流動阻力。本研究為微反應器中微/納升級液滴的精確控制提供了一種以Leidenfrost液滴為基元的控制方式，而織構化表面微反應器對液滴的Leidenfrost點的響應性也拓寬了微反應器對不同溫度條件化學反應的適用范圍。
該研究成果發表于Journal of Colloid and Interface Science（367 (2012) 450-454）以及《科學通報》（56 (2011): 74-78）。
上述研究工作得到了國家自然科學基金（50775212，20306014）和寧波市杰出人才專項資金（2009A310004）項目等支持。
Leidenfrost液滴在不同類型織構化表面的動態過程
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