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液滴在固体表面的碰撞行为广泛存在于自然界和

文章作者:4858美高梅网址 上传时间:2019-09-20

液滴在固体表面包车型大巴相撞行为普及存在于大自然和生发生活中,如喷墨打字与印刷、农药喷洒、喷淋温度下跌等。讨论液滴碰撞固体表面包车型客车进度,完结对液滴碰撞行为的主宰具备主要性意义。可是,在撞倒进度中,液滴在数飞秒内发出震天动地程度变形,且与固体间的碰撞进度不一致,液滴碰撞后可发生直接沉积、回缩及回弹、破裂等多样结果,那一个因素使调整液滴的磕碰行为十一分困难。

液滴在固体表面包车型客车撞击行为广泛存在于宇宙和生育生活中,如喷墨打印、农药喷洒、喷淋温度下跌等。商讨液滴碰撞固体表面包车型地铁历程,达成对液滴碰撞行为的垄断具有十分重要意义。然则,在撞倒进程中,液滴在数微秒内发生特大程度变形,且与固体间的冲击进程差别,液滴碰撞后可发生直接沉积、回缩及回弹、破裂等多种结出,这个成分使调节液滴的碰撞行为拾贰分困难。

在国家自然科学基金委、科学和技术部和中科院的努力帮助下,中科院化学商量所深紫印刷注重实验室斟酌员宋延林课题组近来致力于微米深藕红印刷才具的钻研和应用,在喷墨打字与印刷墨滴调节和效用界面操控液体行为领域获得一文山会海举行(Adv. Mater., 2013, 25, 6714-6718; Adv. Mater., 2014, 26, 6950-6958; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 9060-9065; 4858美高梅ag,Adv. Mater., 2016, 28, 1420-1426; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 41521-41528; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1800448)。

在国家自然科学基金委、科学和技术部和中科院的竭力协理下,中科院天青印刷珍视实验室宋延林讨论员课题组这二日致力于微米日光黄印刷手艺的商量和利用,在喷墨打字与印刷墨滴调节和职能分界面操控液体行为领域获得了一文山会海进行(Adv. Mater., 2013, 25, 6714-6718; Adv. Mater., 2014, 26, 6950-6958; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 9060-9065; Adv. Mater., 2016, 28, 1420-1426; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 41521-41528; Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1800448)。

在上述研讨的基本功上,他们与浙大东军事和政院学教书冯西桥公司同盟,通过图案化浸泡性表面完成了对液滴撞击进度的精准调整。当液滴到该基底后,基底表面包车型客车两样区域对展开液膜具备差距化的粘附力,使液膜产生不对称的回缩行为。非向心的粘附力对液滴变成力矩,其职能意义随着液膜的回缩慢慢积存,最后在液体内部发生角动量,使液滴发生旋转。通过组织优化,液滴旋转速度最高可达7300转每分。该进程实现了液滴碰撞前后平动能向转动能的转向,突破了非凡的Newton碰撞定律描述范畴,也为液体表面能的应用和液滴碰撞行为的高精度调控提供了全新的思路。相关斟酌成果宣布于《自然-通讯》(Nature Communications,Nat. Commun., 2019, 10, 950)。该职业被Nature侧记选为研讨亮点(“Putting a spin on droplets”),Science也以These falling drops don’t splash—they spin为题举行了专项论题报纸发表。

在上述研商的根底上,他们与南开东军事和政院学冯西桥助教团队合营,通过图案化浸透性表面完毕了对液滴撞击进度的精准调整。当液滴到该基底后,基底表面包车型地铁不等区域对打开液膜具备差距化的粘附力,使液膜产生不对称的回缩行为。非向心的粘附力对液滴产生力矩,其职能作用随着液膜的回缩慢慢积攒,最后在液体内部发生角动量,使液滴发生旋转。通过协会优化,液滴旋转速度最高可达7300转每分。该进度落成了液滴碰撞前后平动能向转动能的转载,突破了非凡的Newton碰撞定律描述范畴,也为液身体表面面能的应用和液滴碰撞行为的标准调节提供了全新的思绪。相关商量成果公布在Nature Communications杂志(Nat. Commun., 2019, 10, 950)。该职业被Nature笔录选为研商亮点(“Putting a spin on droplets”),Science也以“These falling drops don’t splash—they spin”为题实行了专项论题广播发表,并碰到C&EN, New York Times, Phys.org, Daily Mail, Der Tagesspiegel等许多媒体的关切。

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图1 图案化浸泡性基底诱导液滴碰撞后发生旋转行为

图1 图案化浸透性基底诱导液滴碰撞后发生旋转行为

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图2 控制液滴回弹行为的普适性规律

图2 调控液滴回弹行为的普适性规律

粉红白印刷入眼实验室

2019年3月25日

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