近日，能動(dòng)學(xué)院師生在納米科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊Nano Letters上發(fā)表了題為Highly Efficient Jumping-Droplet Condensation via Full Lifecycle Droplet Rectifications的最新研究論文。能動(dòng)學(xué)院教師高山為論文第一作者，江蘇大學(xué)為第一完成單位，論文還包括清華大學(xué)和華中科技大學(xué)等聯(lián)合完成單位。
液滴彈跳冷凝技術(shù)在能量收集、霧水收集及熱管理領(lǐng)域極具潛力，但其實(shí)際應(yīng)用因能量轉(zhuǎn)換效率低和穩(wěn)定性不足而嚴(yán)重受限。對(duì)此，該研究基于多重仿生原理設(shè)計(jì)了一種楔形壁-菱形晶格結(jié)構(gòu)(WRLS)表面，該表面通過(guò)對(duì)冷凝液滴施加全生命周期的持續(xù)性調(diào)控，獲得了高穩(wěn)高效的彈跳冷凝模式。WRLS表面的多維整流效應(yīng)促進(jìn)了納米級(jí)冷凝液滴的脫離，因此實(shí)現(xiàn)了無(wú)外部能量輸入的冷凝表面自我刷新，進(jìn)而大幅提升了長(zhǎng)期冷凝過(guò)程的傳熱效率，對(duì)應(yīng)傳熱系數(shù)提升至3倍以上，高達(dá)329.6 kW/(㎡·K)。分子動(dòng)力學(xué)模擬驗(yàn)證了該策略的可行性，揭示了液滴動(dòng)力學(xué)行為的調(diào)控機(jī)制，為表面優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。該研究將為液滴彈跳冷凝的高效長(zhǎng)期運(yùn)行開(kāi)辟新途徑。
研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。（能源與動(dòng)力工程學(xué)院）
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c01994
