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亚微观粗糙表面润湿各向异性及振动能影响研究

韩海强  方国平  张宏筠  彭金璋  李文  乔冠军  
【摘要】:利用表面微观粗糙结构获得超疏水及自清洁表面已引起了学术界及工业界研究者的广泛兴趣.当微观粗糙结构在表面平均而无各向性分布时,液滴沿三相接触线接触角分布将表现一致,如阵列柱状结构排布;当微观粗糙结构的分布有方向依赖性时,表面的疏水或亲水性质将呈现各向异性,如周期性平行沟槽结构.这种润湿各向异性性质对设计符合使用要求的超疏水表面有很重要的作用.本文在对平行沟槽表面润湿各向异性机制研究的基础上,以热力学分析方法来进一步讨论外界振动能大小对液滴润湿行为的影响.通过一些理论简化后,提出一种在实验研究与实际应用中都具有普遍意义的平行沟槽模型,经热力学分析计算后发现随着外界振动能的增加,在平行沟槽各方向上的非复合及复合润湿态的接触角滞后都将减小.进一步分析表明,非复合动态润湿的各向异性随外界振动能增加而减小,而复合动态润湿的各向异性则增加.

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