L'impact d'une goutte sur une surface solide est un phénomène omniprésent dans les scènes naturelles et industrielles. Le temps de contact solide / liquide pendant l'impact est l'un des facteurs clés qui déterminent la masse, l'élan et l'efficacité du transfert d'énergie entre les phases solide et liquide. Réduire le temps de contact solide / liquide et permettre aux gouttes de se détacher rapidement de la surface solide a été un casse - tête dans des scénarios d'application tels que la collecte d'énergie, la gestion thermique, la protection contre la glace et d'autres. Les chercheurs ont réduit davantage le temps de contact en concevant des surfaces à gradient qui nécessitent souvent une régulation précise du point d'impact des gouttelettes ou sont limitées à un intervalle de vitesse d'impact plus étroit.

En réponse aux questions ci - dessus, récemmentÉquipe du professeur Wang jingkai, Université polytechnique de Hong KongUne surface à double Gradient est conçue de sorte que les gouttelettes qui entrent en collision avec cette surface basculent automatiquement dans le mode de rebond de gouttelette correspondant à différentes vitesses d'impact. Ce rebond de goutte à commutation adaptative évite le besoin de manipulation du point d'impact de la goutte et permet un dégagement rapide de la goutte sur une plus grande plage de vitesses d'impact de la goutte. Contenu des études pertinentes »Droplet auto-adaptable rebondissant sur une surface double gradientPublié dans la revue Small, Hong Kong City University est le premier auteur de Wu Chenyang, étudiant au doctorat.

L'étude a conçu une surface avec une structure à double gradient, comme le montre la figure 1. Utilisation par les membres de l'équipeNanoarch par morfang Precision ® S140 micro nano 3D printer fabrique des matrices de micro - aiguilles au niveau micrométrique, base de micro - aiguilles 300 μm, longueur 800 μm, espacement des micro - aiguilles 300 μm, montrant une bonne topographie et la distribution de la matrice dans l'image Sem.

La première structure graduée de cette surface à double Gradient est constituée d'îlots surélevés successifs avec des courbures latéralement dissymétriques permettant de faciliter l'étalement dissymétrique des gouttes et d'accélérer leur rebond. Le deuxième Gradient est constitué d'un réseau de micro - aiguilles micro - coniques dont l'espacement entre les cônes se rétrécit progressivement dans la direction verticale, ce qui permet aux gouttelettes de stocker suffisamment d'énergie capillaire lors de la chute et d'effectuer une conversion rapide d'énergie cinétique - capillaire.

Il a été démontré expérimentalement que les gouttelettes qui entrent en collision avec cette surface présentent un mode de rebond asymétrique avec un temps de contact solide - liquide réduit à 13,2 MS à des vitesses d'impact plus faibles (Weber inférieur à 9,7) et un temps de contact solide - liquide réduit à 4,5 MS à des vitesses d'impact plus élevées (Weber supérieur à 9,7). Des analyses expérimentales et théoriques ont montré que l'adaptabilité de ce mode de rebond résulte de la concurrence entre la pression capillaire et la pression dynamique de l'eau, ainsi que de la redistribution de l'énergie lors de l'étalement des gouttelettes sur le plan horizontal.

Par rapport à d'autres stratégies précédemment rapportées, la surface à double gradient de cette conception de travail combine les avantages d'un rebond asymétrique et d'un rebond en forme de gâteau qui ne nécessite pas de contrôle précis du point d'impact de la goutte pour obtenir un décollement rapide efficace de la goutte dans un grand intervalle de nombre de Weber, offrant de nouvelles idées pour un décollement rapide de la goutte.

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https://doi.org/10.1002/smll.202304635

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