Laplace Pressure Driven Single-Droplet Jumping on Structured Surfaces

跳跃的 拉普拉斯压力 材料科学 聚结(物理) 机械 千分尺 毫米 冷凝 纳米技术 表面张力 化学物理 光学 化学 物理 热力学 天体生物学 生物 生理学
作者
Xiao Yan,Yimeng Qin,Feipeng Chen,Guanlei Zhao,Soumyadip Sett,Muhammad Jahidul Hoque,Kazi Fazle Rabbi,Xueqian Zhang,Zi Wang,Longnan Li,Feng Chen,Jie Feng,Nenad Miljkovic
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:14 (10): 12796-12809 被引量:100
标识
DOI:10.1021/acsnano.0c03487
摘要

Droplet transport on, and shedding from, surfaces is ubiquitous in nature and is a key phenomenon governing applications including biofluidics, self-cleaning, anti-icing, water harvesting, and electronics thermal management. Conventional methods to achieve spontaneous droplet shedding enabled by surface-droplet interactions suffer from low droplet transport velocities and energy conversion efficiencies. Here, by spatially confining the growing droplet and enabling relaxation via rationally designed grooves, we achieve single-droplet jumping of micrometer and millimeter droplets with dimensionless jumping velocities v* approaching 0.95, significantly higher than conventional passive approaches such as coalescence-induced droplet jumping (v* ≈ 0.2-0.3). The mechanisms governing single-droplet jumping are elucidated through the study of groove geometry and local pinning, providing guidelines for optimized surface design. We show that rational design of grooves enables flexible control of droplet-jumping velocity, direction, and size via tailoring of local pinning and Laplace pressure differences. We successfully exploit this previously unobserved mechanism as a means for rapid removal of droplets during steam condensation. Our study demonstrates a passive method for fast, efficient, directional, and surface-pinning-tolerant transport and shedding of droplets having micrometer to millimeter length scales.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
情怀应助159采纳,获得10
刚刚
gotta发布了新的文献求助10
1秒前
完美世界应助研友_ZeoqYL采纳,获得10
1秒前
hero完成签到,获得积分10
1秒前
明理初之发布了新的文献求助10
1秒前
蔡tonghui发布了新的文献求助10
1秒前
鲤鱼听荷完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
RONGQIA完成签到 ,获得积分10
2秒前
是俗人发布了新的文献求助10
3秒前
Mi酷完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
NJZL发布了新的文献求助10
4秒前
demi2333完成签到,获得积分10
4秒前
天真代云完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
小春卷完成签到,获得积分10
6秒前
斯文败类应助Bourne采纳,获得10
6秒前
务实寒天完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
GodMG完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
无限蛋仔高跟鞋完成签到,获得积分10
7秒前
晶晶发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
奈落发布了新的文献求助20
9秒前
玉耀完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
He发布了新的文献求助10
9秒前
安然完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
科研通AI6.1应助kk采纳,获得10
11秒前
jw发布了新的文献求助10
11秒前
paofu发布了新的文献求助10
12秒前
蔡tonghui完成签到,获得积分10
12秒前
文文发布了新的文献求助10
13秒前
xiaoE发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
The Psychological Quest for Meaning 800
Digital and Social Media Marketing 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5982055
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7373984
关于积分的说明 16026888
捐赠科研通 5122310
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2748939
邀请新用户注册赠送积分活动 1718842
关于科研通互助平台的介绍 1625394