和和纹理几何学对超疏水表面上的胎盘寿命的影响
Md Abir Hasan Jilan1, Estefania Solano-Calderon1, Shabnam Mohammadshahi2
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, New Mexico State University, Las Cruces, NM, 88003, USA.
Scientific reports
|December 24, 2025
概括
超水表面 (SHSs) 在水下捕捉空气层 (塑层). 较高的溶解气和和特定的微柱体几何学显著延长了对SHS性能至关重要的塑料板的寿命.
科学领域:
- 表面科学是一门学科.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 超水表面 (SHSs) 的功能依赖于水下空气层,称为塑层.
- 这个胎盘的稳定性和寿命对于持续的性能至关重要,尤其是在静止条件下.
- 石的寿命主要由扩散性气体转移决定,受溶解气体度和表面质感的影响.
研究的目的:
- 为了研究溶解气和微后阵列几何学对SHSs.plastron的寿命的影响.
- 量化纹理参数 (间隙,高度,直径) 与胎盘寿命之间的关系.
- 根据几何学和和水平,开发一个用于塑质子持久性的预测模型.
主要方法:
- 使用掩面立体石刻和纳米粒子喷涂涂料制造七种不同的微柱阵列纹理,实现明显的水接触角度>150°.
- 在静态脱离离子水中进行实验测量,并控制溶解空气和水平 (20%,40%,60%).
- 通过同时使用顶部和侧面视图光学成像,跟踪塑质子演变和湿过渡 (卡西-巴克斯特到温泽尔).
主要成果:
- 在所有测试的几何形状中,随着溶解空气和度 (S) 的提高,Plastron寿命 (τ) 持续增加.
- 增加后间间隙 (g) 减少了胎盘寿命,而增加后高度 (h) 增加了它.
- 侧视图像显示了沿着微柱子侧墙逐步脱落和暂时固定现象.
结论:
- 溶解气和微纹理几何是水下石长寿的关键决定因素.
- 设计参数,如柱子高度和柱子间间隙,可以调节塑持久性的控制.
- 这些发现为设计具有延长水下空气层稳定性的耐用超表面提供了定量指导.
