Golden section criterion to achieve droplet trampoline effect on metal-based superhydrophobic surface

润湿 蹦床 曲面(拓扑) 机械 韦伯数 材料科学 纳米技术 模拟 计算机科学 复合材料 物理 数学 几何学 操作系统 雷诺数 湍流
作者
Shengteng Zhao,Zhichao Ma,Mingkai Song,Libo Tan,Hongwei Zhao,Luquan Ren
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:8
标识
DOI:10.1038/s41467-023-42375-3
摘要

Clarifying the consecutive droplet rebound mechanisms can provide scientific inspirations to regulate dynamic wettability of superhydrophobic surface, which facilitates the practical applications on efficient heat control and active anti-icing. Generally, droplet rebound behaviors are directly affected by surface structure and Weber number. Here, we report a novel "golden section" design criterion to regulate the droplet rebound number determined by the structure spacing, subverting conventional knowledge. Especially, the droplet can continuously rebound for 17 times on the metal-based surface, exhibiting an amazing phenomenon of "droplet trampoline". The droplet rebound number has been experimentally revealed to be closely related to Weber number. We propose novel quantitative formulas to predict droplet rebound number and clarify the coupling effect of the structure spacing and the Weber number on the rebound mechanisms, which can be utilized to establish the regulation criteria of rebound numbers and develop novel metal-based superhydrophobic materials.
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