Biomimetic Fog Collector with Hybrid and Gradient Wettabilities

润湿 材料科学 聚结(物理) 接触角 纳米技术 化学工程 环境科学 复合材料 天体生物学 工程类 物理
作者
Guangyi Tian,Changhui Fu,Zhiguang Guo
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (33): 43694-43703
标识
DOI:10.1021/acsami.4c06032
摘要

Water scarcity is a global problem and collecting water from the air is a viable solution to this crisis. Inspired by Namib Desert beetle, leaf venation and spider silk, we designed an integrated biomimetic system with hybrid wettability and wettability gradient. The hybrid hydrophilic–hydrophobic wettability design that bionomics desert beetle's back can construct a three-dimensional topography with a water layer on the surface, expanding the contact area with the fog flow and thus improving the droplet trapping efficiency. The venation-like structure with wettability gradient not only provides a planned path for water transportation, but also accelerates water removal under the synergistic effect of gravity and wettability driving force, thus further improving the surface regeneration rate. The collector combines droplet capture, coalescence, transportation, separation, and storage capabilities, which provides new ideas for the design of future high-efficiency fog collectors.
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