Excelentes superficies de cono-array superhidrofóbicas con bajo tiempo de contacto del rebote de gotas tipo panqueque bajo diversas condiciones
Autores: Chen, Yuanjie; Lin, Yucai; Feng, Shile; Zheng, Yongmei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Excelentes superficies de cono-array superhidrofóbicas con bajo tiempo de contacto del rebote de gotas tipo panqueque bajo diversas condiciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Superficies superhidrofóbicas
Tiempo de contacto
Condiciones ambientales
Impacto de gotas
Arreglos de conos
Número de Weber crítico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las superficies superhidrofóbicas con un bajo tiempo de contacto líquido-sólido tienen enormes perspectivas de aplicación en anti-hielo, resistencia a la corrosión, autolimpieza, etc. Se han realizado esfuerzos significativos para reducir el tiempo de contacto mediante la alteración de la hidrodinámica del proceso a través del cual la gota contacta con la superficie superhidrofóbica. Sin embargo, estos trabajos rara vez se consideran relacionados con la influencia de las condiciones ambientales (por ejemplo, el pH de la gota, la salinidad de la gota, la viscosidad de la gota y el impacto de la gota sobreenfriada). Aquí, informamos sobre varias matrices de conos superhidrofóbicos (SCA) con bajos tiempos de contacto por impacto de gotas en diversas condiciones (pH de la gota, salinidad de la gota, viscosidad de la gota, temperatura de la gota, etc.). Demostramos que el bajo tiempo de contacto de la gota que impacta en las matrices de conos puede ser optimizado a través del número de Weber crítico, el espacio entre pilares y la altura del pilar (por ejemplo, 11.1, 350 m y 300 m, respectivamente). Se puede lograr el tiempo de contacto de gota más bajo de ~6 ms, que se reduce en más del 60% en comparación con el rebote convencional. Además, los comportamientos de rebote direccional en forma de panqueque pueden lograr el mayor desplazamiento horizontal (85% del tamaño de la gota, ~3 mm) en un SCA inclinado con ángulos de inclinación óptimos. Estos hallazgos ofrecen información sobre el efecto de la interfaz para controlar la humectación que ampliaría las aplicaciones prácticas, por ejemplo, repelencia de líquidos, anti-corrosión, anti-hielo, transferencia de calor, etc.
Descripción
Las superficies superhidrofóbicas con un bajo tiempo de contacto líquido-sólido tienen enormes perspectivas de aplicación en anti-hielo, resistencia a la corrosión, autolimpieza, etc. Se han realizado esfuerzos significativos para reducir el tiempo de contacto mediante la alteración de la hidrodinámica del proceso a través del cual la gota contacta con la superficie superhidrofóbica. Sin embargo, estos trabajos rara vez se consideran relacionados con la influencia de las condiciones ambientales (por ejemplo, el pH de la gota, la salinidad de la gota, la viscosidad de la gota y el impacto de la gota sobreenfriada). Aquí, informamos sobre varias matrices de conos superhidrofóbicos (SCA) con bajos tiempos de contacto por impacto de gotas en diversas condiciones (pH de la gota, salinidad de la gota, viscosidad de la gota, temperatura de la gota, etc.). Demostramos que el bajo tiempo de contacto de la gota que impacta en las matrices de conos puede ser optimizado a través del número de Weber crítico, el espacio entre pilares y la altura del pilar (por ejemplo, 11.1, 350 m y 300 m, respectivamente). Se puede lograr el tiempo de contacto de gota más bajo de ~6 ms, que se reduce en más del 60% en comparación con el rebote convencional. Además, los comportamientos de rebote direccional en forma de panqueque pueden lograr el mayor desplazamiento horizontal (85% del tamaño de la gota, ~3 mm) en un SCA inclinado con ángulos de inclinación óptimos. Estos hallazgos ofrecen información sobre el efecto de la interfaz para controlar la humectación que ampliaría las aplicaciones prácticas, por ejemplo, repelencia de líquidos, anti-corrosión, anti-hielo, transferencia de calor, etc.