受限微结构对低表面张力液滴合并弹跳的影响

摘要

设计并制备了CuO纳米结构和矩形微槽相结合的层级微槽超疏水表面,采用去离子水、质量分数为8％和16％的乙醇溶液为工质,研究了三种表面张力的单个液滴在微槽内的受限生长特征以及槽内变形液滴与槽外正常液滴的合并弹跳行为,探讨了受限微结构对较低表面张力液滴合并弹跳的影响.结果表明,在Laplace压力差的驱动下,微槽内受限变形的水滴发生自弹跳行为,随着溶液中乙醇浓度的提升,液体表面张力减小,表面对液滴的吸附增强,乙醇质量分数为8％和16％的槽内变形液滴不发生自弹跳,而是爬升并悬浮于微槽上方.受限微结构对液滴合并弹跳的强化作用随液体表面张力的减小而减弱,与去离子水相比,乙醇质量分数为8％和16％的受限变形液滴与槽外正常液滴的合并弹跳速度分别降低了26.7％和75.9％,能量转化效率分别降低了 17.8％和90％.