当前位置：
X-MOL 学术
›
Nano Lett.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Capillary Balancing: Designing Frost-Resistant Lubricant-Infused Surfaces
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-11-18 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02956 William S. Y. Wong 1 , Katharina I. Hegner 1 , Valentina Donadei 1, 2 , Lukas Hauer 1 , Abhinav Naga 1 , Doris Vollmer 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-11-18 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02956 William S. Y. Wong 1 , Katharina I. Hegner 1 , Valentina Donadei 1, 2 , Lukas Hauer 1 , Abhinav Naga 1 , Doris Vollmer 1
Affiliation
|
Slippery lubricant-infused surfaces (SLIPS) have shown great promise for anti-frosting and anti-icing. However, small length scales associated with frost dendrites exert immense capillary suction pressure on the lubricant. This pressure depletes the lubricant film and is detrimental to the functionality of SLIPS. To prevent lubricant depletion, we demonstrate that interstitial spacing in SLIPS needs to be kept below those found in frost dendrites. Densely packed nanoparticles create the optimally sized nanointerstitial features in SLIPS (Nano-SLIPS). The capillary pressure stabilizing the lubricant in Nano-SLIPS balances or exceeds the capillary suction pressure by frost dendrites. We term this concept capillary balancing. Three-dimensional spatial analysis via confocal microscopy reveals that lubricants in optimally structured Nano-SLIPS are not affected throughout condensation (0 °C), extreme frosting (−20 °C to −100 °C), and traverse ice-shearing (−10 °C) tests. These surfaces preserve low ice adhesion (10–30 kPa) over 50 icing cycles, demonstrating a design principle for next-generation anti-icing surfaces.
中文翻译：
毛细管平衡：设计防冻润滑剂注入表面
光滑的注有润滑剂的表面（SLIPS）具有很好的防霜和防冰的潜力。但是，与霜状树枝状结晶有关的小长度刻度会在润滑剂上施加巨大的毛细管抽吸压力。这种压力会耗尽润滑膜，并且对SLIPS的功能有害。为防止润滑剂耗尽，我们证明SLIPS中的间隙间距应保持在霜状树枝状结构中的间隙以下。密集堆积的纳米颗粒可在SLIPS（Nano-SLIPS）中产生最佳尺寸的纳米间隙特征。在Nano-SLIPS中，稳定润滑剂的毛细压力会平衡或超过霜状枝晶产生的毛细吸入压力。我们将这种概念称为毛细管平衡。通过共聚焦显微镜进行的三维空间分析表明，最佳结构的纳米SLIPS中的润滑剂在冷凝（0°C），极端结霜（−20°C至−100°C）和横切冰（-10）时不会受到影响°C）测试。这些表面在50次结冰过程中保持较低的冰附着力（10–30 kPa），这表明了下一代防冰表面的设计原理。
更新日期：2020-12-10
中文翻译：
毛细管平衡：设计防冻润滑剂注入表面
光滑的注有润滑剂的表面（SLIPS）具有很好的防霜和防冰的潜力。但是，与霜状树枝状结晶有关的小长度刻度会在润滑剂上施加巨大的毛细管抽吸压力。这种压力会耗尽润滑膜，并且对SLIPS的功能有害。为防止润滑剂耗尽，我们证明SLIPS中的间隙间距应保持在霜状树枝状结构中的间隙以下。密集堆积的纳米颗粒可在SLIPS（Nano-SLIPS）中产生最佳尺寸的纳米间隙特征。在Nano-SLIPS中，稳定润滑剂的毛细压力会平衡或超过霜状枝晶产生的毛细吸入压力。我们将这种概念称为毛细管平衡。通过共聚焦显微镜进行的三维空间分析表明，最佳结构的纳米SLIPS中的润滑剂在冷凝（0°C），极端结霜（−20°C至−100°C）和横切冰（-10）时不会受到影响°C）测试。这些表面在50次结冰过程中保持较低的冰附着力（10–30 kPa），这表明了下一代防冰表面的设计原理。
京公网安备 11010802027423号