Surface Modification of 3D Biomimetic Shark Denticle Structures for Drag Reduction

材料科学 阻力 还原(数学) 曲面(拓扑) 表面改性 仿生材料 纳米技术 仿生学 化学工程 几何学 机械 数学 物理 工程类
作者
Kang Yang,Xinping Yu,Xianxian Cui,Dengke Chen,Tao Shen,Zhuoxing Liu,Bowen Zhang,Huawei Chen,Ruochen Fang,Zhichao Dong,Lei Jiang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (9): e2417337-e2417337 被引量:28
标识
DOI:10.1002/adma.202417337
摘要

Shark skin features superhydrophilic and riblet-textured denticles that provide drag reduction, antifouling, and mechanical protection. The artificial riblet structures exhibit drag reduction capabilities in turbulent flow. However, the effects of the surface wettability of shark denticles and the cavity region underneath the denticle crown on drag reduction remain insufficiently explored. Here, 3D printing is utilized to fabricate realistic staggered and overlapped denticle arrays, modified to achieve superhydrophilic, superhydrophobic, and hybrid configurations, including external riblets hydrophilic/internal cavities hydrophobic (ELIB), and vice versa (EBIL). Denticles of varying heights are also fabricated. The results indicate that superhydrophobic, ELIB, and EBIL denticles outperform superhydrophilic ones in reducing drag, achieving a peak drag reduction rate of ≈20%. Notably, shorter denticles further improve drag reduction. Reduced vortex formation within the underneath cavity correlates with improved drag reduction. These vortices can function similarly to rolling bearings while facilitating momentum exchange and increasing skin friction drag. Superhydrophobic or partially superhydrophobic denticles (ELIBD/EBILD) mitigate this effect. This study suggests that sharks may secrete mucus on specific sections of their denticles to further reduce vorticity and drag, offering novel insights into the biomimetic design of shark denticles for optimized drag reduction.
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
牛来完成签到,获得积分10
1秒前
满满发布了新的文献求助10
1秒前
彭于晏应助Chaser采纳,获得10
2秒前
ding应助uasidh采纳,获得30
2秒前
阿强完成签到,获得积分10
2秒前
wangyinong完成签到,获得积分10
3秒前
Owen应助chris采纳,获得10
3秒前
李健应助Goodies采纳,获得10
4秒前
4秒前
huangbing123完成签到 ,获得积分10
4秒前
FashionBoy应助ddd采纳,获得10
4秒前
mir为少完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
kk发布了新的文献求助30
5秒前
华仔应助绫蛾采纳,获得10
5秒前
7秒前
JamesPei应助z啦采纳,获得10
7秒前
Bzh完成签到 ,获得积分10
7秒前
孟昊如完成签到,获得积分10
8秒前
KingPo完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
NexusExplorer应助米饭杀手采纳,获得10
9秒前
砚木发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
uasidh完成签到,获得积分10
10秒前
chris完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
Jerry完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Shafrir发布了新的文献求助10
11秒前
舒心的绿柳完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Nowind完成签到,获得积分10
12秒前
细胞1完成签到,获得积分10
12秒前
绒球球完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
Jasper应助努力学习中采纳,获得10
12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
Römisch-Germanische Forschungen 1000
Social Psychology (第二版) 700
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7613953
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9189427
关于积分的说明 19688574
捐赠科研通 7186847
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3270992
关于科研通互助平台的介绍 2434449
邀请新用户注册赠送积分活动 2265979