表面的润湿性,无论是水或者其他液体滴珠或展开时接触到它——是一个至关重要的因素在各种商业和工业应用中,如电厂锅炉效率和冷凝器工作或热管漏斗在工业过程热量。这种特性长期以来一直被视为一对给定的固定属性的液体和固体材料,但是现在麻省理工学院的研究人员已经开发出一种让即使是最不可能配对的材料所需的水平的润湿性。欧洲杯足球竞彩
研究人员现在可以治疗表面这样滴汞扩散,而不是凝结。图片来源:由研究人员
本周在《华尔街日报》描述的新进程美国国家科学院院刊》上欧洲杯线上买球(PNAS)的一篇论文中,由麻省理工学院博士后凯尔Wilke Zhengmao Lu, Youngsop歌和机械工程教授伊夫林。
润湿性通常是与液体的表面张力特性密切相关,表面张力越高,越有可能液体表面上形成珠子而不是湿表面。汞异常高的表面张力,因此被认为是高度非润湿性,所以团队选择这个出了名的困难液体的示威活动。他们能够产生一个表面,通常由非润湿性材料,导致汞分布在它没有化学反应,从未展示的东西。
新方法基于纹理的表面,无论其成分,与密集压痕,“可重入空缺”——也就是说,顶部的开口比其余的腔狭窄,狭窄,而像一个jar的嘴。这种变形表面是使用液体,让所有这些蛀牙,使暴露的区域液体在这些空缺在表面,改变表面的性质。当另一个液体添加,这取决于应用程序可能是相同的或不同的加载到表面,其响应从非润湿表面改变了润湿。
表面有高润湿性对水被称为亲水,和那些非润湿水被称为疏水。润湿性或nonwettability的通用术语是这样的行为不管涉及特定的液体。
虽然凹表面已经演示了用于其他目的之前,这项工作是第一个表明他们可以用来改变表面产生“润湿政权,也没有被证明过,”王说,他是福特教授工程和麻省理工学院机械工程系。
这些发现新的可能有很多实际应用,团队还没有想到,Wilke说:“这是我们很兴奋开始探索,“他说。但热管理在各种工业过程可能是第一批实际用途。水或另一个工作流体扩散,或无法传播,在冷凝器表面可以产生重大影响效率包括蒸发和冷凝的许多过程,包括电力植物和化学加工厂。
“我们现在采取了非润湿表面润湿,“Wilke说。“人们以前做相反的情况下,采取的润湿和非润湿性。”因此,这个新工作打开了门能够锻炼几乎完全控制材料的不同组合表面润湿性和液体。欧洲杯足球竞彩
“我们现在可以创建表面润湿性的最有可能的组合,”Wilke说。“我认为这绝对可以开放一些非常有趣的应用程序,我们试图探索。”
有前途的一个领域是在保护涂料。许多材料用欧洲杯足球竞彩于保护表面免受严酷的化学物质强烈非润湿性的含氟化合物,这可能使他们不适合许多应用程序。让这些表面润湿可以打开许多新的潜在用途等涂料。
高温热管,用来进行热从一个地方到另一个地方,比如冷却机械或电子,是另一种有前途的应用程序。“很多这些工作液体液态金属,这是已知表面张力很高,”陆说。大大限制了这种液体的选择,这种新方法可以打开可能的材料选择。
而复杂的表面压痕捏造了本研究使用半导体制造流程,团队正在探索其他方法实现同样的纹理使用3 d印刷或其他过程可能更容易将规模扩大到真实世界的应用程序。
团队还在研究这些可重入开口的大小和形状的变化。例如,卢说,虽然这些空缺的表面积和间距,主要决定了他们的润湿行为,他们的深度可以影响稳定的这种行为,因为深洞更耐蒸发可能削弱润湿性改善。“距离通道的底部是一个关键维度可能影响润湿行为,”他说。这些变化正在探索在后续工作。
Lu说,通过使用汞“我们几何组在此基础上选择最困难的情况下,“,还能展示高润湿性。“所以,对于不太困难的组合,你可能有更大的灵活性选择容易使几何图形。”
“可能有许多行业将受益,”王凤琴说,“不管是化学加工工业水处理行业或热产品行业。”团队将接下来的步骤之一,她说,是“与这些不同行业来确定在哪里nearest-term机会。”
这项工作是由美国国家科学基金会支持通过纳米中心的系统,由麻省理工学院和马斯达尔欧洲杯线上买球研究所合作项目,由美国空军科学研究办公室。
来源:https://news.mit.ed