微矩形凹槽表面液滴各向异性浸润行为的研究

• 作者: 乔小溪 孟永钢 张向军 田煜 陈平
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 微矩形凹槽 各向异性浸润 接触角 钉扎效应
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 172-178
• 页数: 7页
• 字数: 2814字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20191429

摘要

受自然界启发,仿生微结构被广泛用于调控固-液界面的性质.研究显示,液滴在微结构表面的各向异性浸润行为可用于实现微流动方向和速度的控制,且其各向异性浸润与微结构的尺寸和分布等密切相关.本文研究了微矩形凹槽尺寸对液滴各向异性浸润行为的影响规律.结果显示,液滴沿平行沟槽的方向具有较小的运动阻力、易铺展,因此具有较小接触角;而垂直于沟槽方向,由于沟槽的阻隔作用具有较大运动阻力,因而具有较大接触角,并且在垂直方向液滴的浸润过程是三相线一系列钉扎和跳跃行为.在微矩形凹槽表面,液滴沿平行方向接触角θ//与肋板宽度R和凹槽宽度G密切相关,其值与表面固体面积比成反比;而垂直于沟槽方向的接触角θ⊥随肋板宽度R和凹槽宽度G变化基本保持不变.同时各向异性液滴的变形比L/W、特征方向接触角比值θ⊥/θ//与表面固体面积比成正比.研究结果有助于加深理解微结构表面浸润行为的机制,并为微矩形凹槽在微流动控制方向的应用提供技术支持.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孟永钢	清华大学摩擦学国家重点实验室	94	907	17.0	24.0
2	陈平	北京科技大学机械工程学院	38	179	7.0	11.0
3	张向军	清华大学摩擦学国家重点实验室	49	266	10.0	14.0
4	田煜	清华大学摩擦学国家重点实验室	32	158	7.0	11.0
5	乔小溪	北京科技大学机械工程学院	4	4	1.0	2.0