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仿生蜡烛烟灰涂层的光滑不对称凸起用于水的冷凝和定向传输
Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects ( IF 4.9 ) Pub Date : 2022-11-21 , DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.130574
Muhammad Imran Jamil , Yuhang Cai , Waqar Ahmed , Xiaoli Zhan , Fengqiu Chen , Dangguo Cheng , Qinghua Zhang

自然物种利用它们的表面结构来收集水分。向自然学习,模仿自然的功能,通过结露解决缺水问题,是时代的迫切需要。然而,目前的微米级和纳米级方法仍然存在复杂的制造方法和恶劣条件下的耐久性问题。在这里,我们介绍了一种受生物启发的蜡烛烟灰颗粒光滑表面,它利用它的凸起来促进冷凝水滴的生长。受纳米布沙漠甲虫启发的凸形地形、受仙人掌启发的不对称坡度和受猪笼草启发的烟灰颗粒光滑表面协同结合了大液滴成核密度、快速液滴聚结和易于从表面去除液滴。2 h -1与烟灰颗粒的疏水性 SLIPS 相比高 70%。与蜡烛烟灰颗粒的甲基封端 SLIPS 相比,氟化 SLIPS 显示出 32% 的高水收集率,并且通过 DFT 计算分子间氢键能证实了该结果。通过应用激光、热和磁场,甚至可以抵抗重力,也可以观察到水滴在烟灰颗粒光滑表面上的程序化运动。由于纳米孔隙率、润滑剂渗透到烟灰颗粒中以及润滑剂与粘合剂的交联能力,光滑表面显示出长期稳定性。开发的表面具有生物相容性、自清洁性,适用于集水,特别是在寒冷和干旱地区。





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更新日期:2022-11-21
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