聚结的冷凝液滴从超疏水表面跳跃是一种有趣的现象,与表面冷凝中更深入探索的重力驱动液滴去除模式相比,这种现象可以显著增强传热,表面冷凝是一种相变过程,从能源到水收集等应用都对此十分感兴趣。然而,当冷凝微滴聚结时,它们也可以在表面上自发地向各个方向推进,不受重力影响,并通过沿途扫过的液滴为食而生长。
在这里,苏黎世联邦理工学院Dimos Poulikakos观察并解释了聚结冷凝微滴在纯纳米结构的超疏水表面上漫游的物理原理,其中微滴比下层表面纳米纹理大几个数量级。
文章要点
1)量化研究表明,正是由于纳米结构内成核的随机性,冷凝过程中液滴粘附的固有不对称性产生了驱动漫游运动的切向动量。
2)在此转换过程中,随后的脱湿会引发生动的漫游和连续聚结过程,防止冷凝液淹没表面,并增强表面更新。
3)最后,研究表明,从过剩表面能到动能的更高效的漫游转换过程可显著提高传热效率,而冷凝液滴跳跃是目前理解的最大机制。
参考文献
Lam, C.W.E., Regulagadda, K., Donati, M. et al. Condensate droplet roaming on nanostructured superhydrophobic surfaces. Nat Commun 16, 1167 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-56562-x
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56562-x