微纳米疏水结构表面纳米流体的动态行为

以荷叶作为二级微纳米结构表面,对纳米流体在荷叶表面上的动态行为特性进行了研究。通过控制垂直振动台施加能量,驱动液滴在微纳米结构表面运动。由高速摄影捕捉图片,发现在液滴受迫振动过程中,在一定的振动频率(30~90 Hz)和振动幅值(0.2~2.0 mm)下,液滴会从微纳米结构表面跃起而脱离,即液滴在微纳米结构表面运动过程中,液滴的浸润状态发生了向Cassie(液滴悬浮在表面微结构上)状态的转变。此外,由于施加的外界振动频率不同,液滴的振动模式阶数j出现j=3/2向j=2的转变。结合实验以及液滴固有频率模型,发现振动液滴在共振频率(40 Hz)时发生脱离所需能量最小(0.39 mm)。通过对液滴三相接触线进行力学分析,得到了液滴在共振时发生浸润状态转变的力学特征。