in和data-纳米矩形超疏水微结构表面液体流动
超疏水-超疏油表面的研究进展
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ－ＳｕｐｅｒｏｌｅｏｐｈｏｂｉｃＳｕｒｆａｃｅｓ
ＤａｉＸｕｅｙｕ，ＷａｎｇＹｏｎｇｌｉ，ＧａｏＬａｎｌｉｎｇ
（ＬａｎｚｈｏｕＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ）
包晓慧 ［６］以碳化 硅 颗 粒 增 强 铝 基 （ＳｉＣ／Ａｌ）复 合 材 料 为 基 材，利用刻蚀法制备了超疏水 －超疏油表面，他们用 Ｂｅｃｋ试剂 对 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料进行化学刻蚀，当经历较短的刻蚀时间（５ｓ） 后，ＳｉＣ／Ａｌ复合材料表面呈现出由微米级粒状和纳米级凹坑复 合而成的微纳米复合结构，表面经修饰后，具有超疏水性，接触 角可达 １６５．７°、滚动角为 ３°；而用较高的电流密度（６Ａ／ｄｍ２）刻 蚀 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料，其表面呈现出由微米级粒状和纳米级颗粒 状和波鳞状复合而成的微纳米复合结构，制得水接触角为 １６０． ７°、滚动角为 ４°的超疏水自清洁表面；采用电化学刻蚀 －沸水 浸泡的方法处理后的 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料表面布满了纳米级线状 结构，而随着刻蚀 时 间 的 增 加，表 面 的 纳 米 级 线 状 结 构 更 加 密 集，制得水接触角为 １６１．２°、滚动角为 ２°，油接触角为 １５５°的超 疏水 －超疏油表面；与纯铝相比较，使用 ＳｉＣ／Ａｌ复合材料更容 易制备出具有超疏水 －超疏油的表面，而且所制备的表面具有 更好的耐热冲击能力。
超疏水 －超疏油表面的制备一直备受国内外研究者的广 泛关注，其制备方 法 有 很 多，人 工 制 备 该 表 面 的 关 键 是 构 建 合 适的表面几何形状，即表面粗糙度。本文将介绍超疏水 －超疏 油表面的研究进展。
Ｔｓｕｊｉｉ等［１－２］首先报 道 了 超 疏 油 表 面 的 制 备 方 法，他 们 通 过阳极氧化对金属铝表面进行电化学处理，以获得具有分形结 构的氧化铝粗糙 表 面，然 后 在 表 面 上 对 其 进 行 改 性，用 正 氟 烷 基磷酸酯进行修饰，制得与植物油的接触角约为 １５０°的超疏油 表面，油滴在表面 上 很 容 易 滚 动 而 没 有 任 何 黏 附；该 表 面 与 水 的接触角约为 １６０°，使其又具有超疏水性。宋金龙等［３］在铝基 底上通过电化学和化学加工技术制备出了具有超疏水 －超疏 油的表面，经过电化学和化学处理后的铝基底表面是由微米级 的矩形凸台铝结构和纳米级的针状氧化铝结构组成，使该表面 具有微纳米复合结构；该样品表面在氟化处理之前具有超亲水 －超亲油性，而通 过 氟 化 处 理 后，水、甘 油、花 生 油 和 十 六 烷 在 样品表面的接触角分别为 １６６６°、１６４７°、１６０１°和 １５７．７°，滚 动角分别为 ２．０°、２．０°、４．０°和 ３．５°，使该表面具有超疏水 －超 疏油性；其中，微纳米粗糙结构的制备和表面能的降低，是该铝 样品表面获得超疏水 －超疏油性的必要条件。Ｘｉ等［４］通过电 化学沉积法在 Ｃｕ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ和 Ｓｎ基底上分别制备了超疏水
超疏水材料的研究进展
超疏水材料的研究进展摘要：对植物叶表面的超疏水现象研究表明：植物叶表面的微观结构是引起超疏水的根本原因。
本文通过对荷叶表面的研究得到超疏水材料具有的特点：微纳米尺度复合的阶层结构。
通过相分离方法得到超疏水材料，最后对超疏水材料的研究趋势作了展望．关键词：超疏水材料微纳双重结构接触角滚动角Abstract：By studying the nature superhydrophobic bio-surfaces indicates that : the incooperation of micro-structure and nano-structure are both important for the superhydrophobic materials. Such structures are the key for the superhydrophobic material . The phase separation method is employed to prepare the superhydrophobic materials. The latest trends in the study of superhydrophobic materials are also discussed．Key words：Superhydrophobic materials；Micro-structure and nano-structure ; Contect angle; Roll angle引言近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。
所谓植物超疏水能力，就是植物叶面具有显著的疏水，脱附，防粘，自清洁功能等。
固体表面浸润性研究的就是材料的疏水能力。
浸润性是指液体可以渐渐渗入或附着在固体表面的特性。
接触角和滚动角是评价固体表面浸润性的重要指标。
所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150º。
微纳米结构 疏水
微纳米结构疏水微纳米结构疏水引言：微纳米结构疏水是指利用微观和纳米级别的结构设计，使表面具有疏水性的特征。
这种特殊的表面结构可以在许多领域中发挥重要作用，例如涂料、材料科学、生物医学等。
本文将探讨微纳米结构疏水的原理、制备方法以及应用前景。
一、微纳米结构疏水的原理微纳米结构疏水是通过改变表面的形貌和化学特性来实现的。
具体来说，主要有以下原理：1. 空气罩效应：微纳米结构疏水表面的微小结构可以形成空气罩层，使水滴无法完全接触到表面，从而减少接触面积，降低表面能。
2. 蓄水效应：微纳米结构疏水表面的微小结构能够将水滴在其上柱状陷阱中捕获，形成一种稳定的蓄水状态，从而减少水滴在表面上流动的可能性。
3. 自清洁效应：微纳米结构疏水表面的微小结构能够通过水滴滚动的方式将表面上的污染物带走，从而实现自清洁效果。
二、微纳米结构疏水的制备方法微纳米结构疏水的制备方法多种多样，下面介绍几种常见的方法：1. 光刻技术：通过光刻技术可以制备出具有特定形貌的微纳米结构疏水表面。
首先，在基板上涂覆一层光刻胶，然后使用光刻机对光刻胶进行曝光和显影，最后通过腐蚀等方法得到所需的微纳米结构。
2. 离子束雕刻：离子束雕刻是一种利用离子束撞击材料表面的方法，可以制备出具有微纳米级别结构的疏水表面。
通过控制离子束的能量和入射角度，可以调节微纳米结构的形貌和尺寸。
3. 溶剂蒸发法：在溶剂中溶解聚合物等物质，然后将溶液涂覆在基板上，待溶剂蒸发完全后，留下微纳米级别的结构，从而实现疏水效果。
三、微纳米结构疏水的应用前景微纳米结构疏水具有广泛的应用前景，以下是一些典型的应用领域：1. 涂料领域：微纳米结构疏水可以应用于涂料领域，用于制备具有防水、自清洁等特性的涂料。
这种涂料可以用于建筑物、汽车等表面，能够有效防止水滴滞留和污染物附着。
2. 材料科学：微纳米结构疏水可以应用于材料科学领域，用于制备具有超疏水或超疏油性能的材料。
这种材料可以应用于油水分离、防水防油等方面，具有重要的应用价值。
超疏水涂层微纳米材料可控合成及应用研究
超疏水涂层微纳米材料可控合成及应用研究一、概述超疏水涂层微纳米材料是指在材料表面形成的一种具有极强疏水性能的特殊涂层，其表面能极低，使得水珠在其表面呈现出高度的球形，与其表面接触的接触角大于150°，使得水珠在其表面上几乎不会留下痕迹。
超疏水涂层具有优异的抗粘性和自清洁性，因此在汽车玻璃、建筑材料、纺织品等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在介绍超疏水涂层微纳米材料可控合成的研究现状和应用前景。
二、超疏水涂层微纳米材料合成技术1. 化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积法是一种常用的超疏水涂层微纳米材料合成技术，通过将含有相应金属或氧化物前驱体的气体输入反应室，经过热解反应在基底表面沉积出纳米级的超疏水材料。
该方法可以实现对材料组分、结构和形貌的精确控制，形成具有特定性能的超疏水涂层微纳米材料。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将含有金属离子或其他前驱体的溶液先制备成溶胶，然后通过加热或化学反应促使其中的物质发生凝胶化，最终得到超疏水涂层微纳米材料的方法。
该方法简单易行，能够实现大面积均匀的涂层覆盖。
3. 电化学沉积法电化学沉积法是一种利用电解池在基底表面沉积出所需材料的方法，通过控制电极电势、电流密度以及电解液成分可以精确调控涂层的组分和结构，实现超疏水特性。
4. 其他新技术除了上述常用的合成技术，还有一些新的技术不断涌现，如等离子体辅助化学气相沉积法、模板法、离子束辅助沉积法等，这些新技术为超疏水涂层微纳米材料的合成提供了更多的选择和可能性。
三、超疏水涂层微纳米材料在汽车领域的应用超疏水涂层微纳米材料在汽车领域具有广泛的应用前景。
涂覆超疏水涂层微纳米材料的汽车玻璃可以有效抵抗雨水和污垢的侵蚀，使驾驶者在雨天视野更加清晰，提高行车安全性。
涂覆超疏水涂层微纳米材料的汽车车身可以减少灰尘、泥浆等污垢的附着，减少清洗和维护的频率和成本。
超疏水涂层还可以应用于汽车轮胎和底盘部件，减少泥浆和水花的粘附，延长汽车的使用寿命。
超疏水表面减阻特性的研究进展
超疏水表面减阻特性的研究进展李小磊;张会臣【摘要】超疏水表面具有减阻效果,在提高管道传输效率、降低水下航行体和微流体器件中流动阻力等方面有着广阔的应用前景.介绍超疏水表面的制备、滑移理论以及减阻特性的研究,讨论微尺度下表面润湿性、表面微结构和流场流动状态对壁面减阻的影响,对超疏水壁面减阻的物理机制进行总结,并指出气体层不连续模型和气穴模型是分别适用于光滑疏水表面和带微结构超疏水表面的减阻模型.介绍超疏水表面减阻特性的一些应用,提出将超疏水表面应用到微流体系统中面临的问题,如微通道壁面疏水性的制备及其减阻效果的耐久性.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2016(041)010【总页数】7页(P116-122)【关键词】超疏水表面;减阻;表面润湿性;微结构;流场【作者】李小磊;张会臣【作者单位】大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院辽宁大连116026;大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院辽宁大连116026【正文语种】中文【中图分类】TH117.1近年来，具有防污自清洁、防水防潮、抗结冰、流体减阻、表面防护等特性的超疏水表面在工业生产和人们日常生活的诸多领域显示出诱人的应用前景[1-2]。
例如，具有自清洁功能的汽车玻璃和玻璃外墙，能够有效防止冰雪覆盖的输电线路，能够降低航行阻力的潜艇表面等，特别是在微流动系统中，超疏水表面能够改变液体流动的状态，对微流体系统实现特定的功能尤为重要。
因此，超疏水表面减阻特性的研究引起研究者的广泛关注。
对具有微结构的表面进行疏水化处理，液体在超疏水表面上流动时产生壁面滑移，壁面滑移减小了层流和湍流流动中的阻力。
随着微流体系统中微通道尺寸的减小，界面阻力增大，因此具有减阻功能的超疏水表面是微流体系统开发的关键。
本文作者从超疏水表面的制备、滑移理论、减阻机制等方面作了详细的综述和总结，旨在为超疏水表面在微尺度下的应用提供参考。
人类对超疏水表面的认识最早是从自然界开始的，其中广为人知的例子就是荷叶，首先发现荷叶表面不沾水这一特殊现象的是德国波恩大学的生物学家NEINHUIS 和BARTHLOTT[3]，称这种现象为“荷叶效应”。
超疏水表面微结构对其疏水性能的影响及应用
超疏水表面微结构对其疏水性能的影响及应用一、本文概述超疏水表面，也称为超防水表面或荷叶效应表面，是指具有极高水接触角和低滑动角的固体表面。
这种特殊的表面性质使水滴在其上几乎无法附着，即使附着也能轻易滚落，因此具有自清洁、防腐蚀、防结冰、防雾等独特功能。
超疏水表面的这些特性在材料科学、物理学、化学、生物学、机械工程、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。
超疏水表面的特性主要来源于其独特的微结构，这些微结构可以在微米甚至纳米尺度上影响水滴与固体表面的接触行为。
因此，研究超疏水表面微结构对其疏水性能的影响，对于理解超疏水表面的作用机制、优化超疏水表面的制备工艺、拓展超疏水表面的应用领域具有重要的理论价值和实际意义。
本文旨在全面系统地探讨超疏水表面微结构对其疏水性能的影响，包括微结构的类型、尺寸、分布等因素对超疏水性能的影响机制。
本文还将介绍超疏水表面的制备方法、应用领域以及存在的挑战和未来的发展方向。
通过本文的研究，我们期望能够为超疏水表面的进一步研究和应用提供有益的理论支持和实践指导。
二、超疏水表面微结构的基本原理超疏水表面，也称为超防水表面或荷叶效应表面，是一种具有特殊微纳米结构的表面，其水接触角大于150°，滚动角小于10°。
这种表面具有优异的防水性能，水珠在其表面难以停留，极易滚动脱落。
超疏水表面的微结构原理主要基于两个方面：表面粗糙度和表面化学组成。
表面粗糙度对超疏水性能的影响至关重要。
通过构建微纳米尺度的粗糙结构，可以大大增加固体表面的实际面积，从而在表面与水滴之间捕获更多的空气，形成稳定的空气垫。
这种空气垫的存在显著减少了固体表面与水滴的直接接触面积，降低了表面能，从而提高了表面的疏水性能。
表面化学组成也对超疏水性能产生重要影响。
通过引入低表面能的物质，如氟硅烷、长链烷烃等，可以降低固体表面的自由能，进一步提高其疏水性能。
这些低表面能物质可以在微纳米结构表面形成一层自组装单分子层，进一步减少水滴与固体表面的接触，增强超疏水效果。
超疏水表面上的微纳结构
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超疏水表面结构
超疏水的荷叶和表面结构
（a)球形的水滴滴在荷叶表面 （b)荷叶表面大面积的微结构 （c)荷叶表面单个乳突 （d）荷叶表面的纳米结构
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超疏水表面结构
通过实验测试，水滴在荷叶表面的接触角和滚动角分别为161.0°左右和2º 左右 。这使得荷叶具有了很好的自清洁能力。 由于荷叶微纳结构的存在，大量空气储存在这些微小的凹凸之间，使得水珠只 与荷叶表面乳突上面的蜡质晶体毛茸相接触，显著减小了水珠与固体表面的接 触面积，扩大了水珠与空气的界面，因此液滴不会自动扩展，而保持其球体状 ，这就是荷叶表面具有超疏水性的原因所在。
1维：指在空间有两维处于纳米尺度,如纳米丝、纳米棒、纳米管等
2维：指在3维空间中有1维在纳米尺度,如超薄膜多层膜,超晶格等。
3
微纳结构
2.什么是微纳结构？
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超疏水表面结构
1.什么是超疏水？
接触角 θ<90̊ 的固体表面称之为亲水表面 接触角 90̊<θ<150̊ 的固体表面称之为疏水表面 接触角 θ>150̊ 的固体表面称之为超疏水表面
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20 °C, 25 °C, 30 °C and 35 °C温度下 铜箔表面的微纳结构（扫描电镜下观察而得 ）
超疏水表面结构（超疏水结构性能检测）
铜箔不同结构和润湿性表面结露情况对比 (a) 未处理平铜箔
(b) 具有微米结构的铜箔
(c) 具有纳米结构的铜箔 (d)具有微纳复合结构的铜箔.
凝结速度不同 液滴分布不同 液滴开始冻结的时间不同
微纳结构的应用
轮船船底涂料
轮 船 底 部 的 低 表 面 能 防 污 涂 料
请各位老师同学批评指正
THANK YOU!
超疏水表面的原理及应用
超疏水表面的原理及应用摘要：超疏水表面有着广泛的应用前景，比如在减阻、润滑等方面。
本文主要介绍了超疏水表面的基本理论和相关制备方法，以及它的两种影响因素和相关研究进展，并在此基础上归纳总结了超疏水表面应用的一些优缺点。
关键词：超疏水表面、润湿性、微/纳米结构、防冰冻、减阻超疏水表面的基本原理1. 自然界中有很多动植物的表面具有超疏水的性质，例如玫瑰和荷叶。
仿照生物表面的微观结构，人们开始关注仿生材料。
通过对这些生物的研究，人们对于超疏水表面的认识更加深入，新技术在生活中的应用更加广泛。
1.1超疏水表面的基本理论当液体与固体接触时，液体沿固体表面扩展的现象称为液体与固体的浸润现象。
在气体、液体、固体三相的交界处作液体表面与固体表面的切线，则此切线所构成的液体内部的夹角θ即为接触角。
液滴在斜面上时，随着斜面倾斜角的增大，液滴开始滚动的临界角则定义为滚动角。
在理想固体表面上，接触角由三相的表面张力决定，并满足Young’s[1]方程：cosθ=(γsg-γsl)/γlgγsg、γsl 、γlg分别为固-气、固-液、气-液间的表面张力。
由于真实固体表面并非理想固体的光滑表面，故必须还要考虑表面的粗糙度。
提出相关的较为成熟的基本理论有Cassie状态及Wenzel状态等。
Cassi研究了组成不均一的固体表面对液滴浸润性的影响[2]。
在Cassie理论中，水滴未进入固体表面粗糙的微孔，从而形成水滴与空气膜界面。
Cassie方程为：cosθc=f1cosθ1+f2cosθ2θc为表观接触角，θ1、θ2分别为液-气、固-气的接触角，f1和f2为液体、固体表面和空气接触的比例。
而Wenzel[3]理论则描述了水滴完全湿润固体表面，与固体不存在空气膜的情况。
Wenzel提出的接触角方程为：cosθw=r（γsg-γsl）/γlg=r cosθ其中r为表面粗糙因子。
当接触角小于90°时，表面为亲水性表面；当接触角大于90°时，表面为疏水性表面；当接触角大于150°，且滚动角小于10°时，表面称为超疏水表面。
《2024年微管道中纳米流体流动及传热研究》范文
《微管道中纳米流体流动及传热研究》篇一一、引言在科技日益发展的今天，微纳米技术的发展与纳米科学技术的广泛应用正引发科研人员极大的关注。
这其中，关于微管道中纳米流体流动与传热的研究尤为重要。
微管道的尺度缩小为纳米级别，为流体的流动与传热提供了全新的研究平台。
本文旨在深入探讨微管道中纳米流体的流动特性及其传热机制，为进一步优化微纳流体技术提供理论支持。
二、微管道中纳米流体的流动特性1. 纳米流体的定义与特性纳米流体是一种新型的流体材料，其基本特性在于其内部含有纳米级别的固体颗粒。
这些颗粒的尺寸远小于传统流体的颗粒，因此具有独特的物理和化学性质。
在微管道中，这些纳米颗粒的分布和运动对流体的整体流动特性产生重要影响。
2. 流动特性分析在微管道中，由于尺度效应和表面效应的作用，纳米流体的流动特性与传统的流体有很大的差异。
流体的速度分布、粘度变化、剪切力分布等因素均需重新考量。
研究人员利用高精度的实验设备与计算流体动力学模型（CFD）等手段，对这些特性进行深入的分析和研究。
三、微管道中纳米流体的传热机制1. 传热特性的影响因素微管道中的纳米流体由于其高比热容和优良的热导率，具有显著的传热特性。
其传热性能受多种因素影响，包括纳米颗粒的种类、大小、形状以及浓度等。
此外，流体的流动状态和微管道的材质和结构也对传热效果有重要影响。
2. 传热机制的研究方法研究人员通过实验研究和数值模拟两种方式对微管道中纳米流体的传热机制进行研究。
实验研究通过观察和分析流体的温度分布、热流密度等参数，揭示其传热机制。
数值模拟则通过建立复杂的物理模型，模拟流体的传热过程，从而预测和解释实验结果。
四、研究进展与展望随着科技的发展，微管道中纳米流体的流动与传热研究已经取得了显著的进展。
研究者们通过多种方法，揭示了纳米流体在微管道中的流动特性和传热机制。
同时，新的研究方法和手段也不断涌现，如高精度测量技术的开发、新的数值模拟算法等，这些都为深入研究提供了强大的技术支持。
微纳米光滑表面上液滴润湿性的力学研究共3篇
微纳米光滑表面上液滴润湿性的力学研究共3篇微纳米光滑表面上液滴润湿性的力学研究1微纳米光滑表面上液滴润湿性的力学研究随着微纳米技术的发展，设计和制造微纳米表面已经成为许多研究领域的热点问题。
微纳米表面的特殊结构和性质在各种应用中展现出了强大的潜力。
其中液滴润湿性是微纳米表面的重要性质之一。
本文将从力学角度对微纳米光滑表面上液滴润湿性进行研究。
在微纳米表面上，由于其构造细小，表面积大，并且存在微观几何结构，这种表面与传统宏观表面的性质已经出现了很大的不同。
比如在微纳米表面上，通常存在着一系列的微孔、小凸起和薄层，这些结构在一定程度上可以控制液滴与表面的接触，从而调节液滴的润湿性。
同时，表面的化学成分和粗糙度也会对润湿性产生影响。
对于一固定的微纳米表面，其润湿性取决于两个方面的因素：液滴的表面张力和微纳米表面的结构。
液滴的表面张力通过液滴的材料和表面张力系数来描述，而微纳米表面的结构则由微观结构参数来描述，如微孔的孔径和分布，凸起的高度和分布等等。
在微纳米表面上，由于其微观结构的特殊性质，液滴的润湿性表现出了很强的非线性特性。
这种非线性特性是由于微观结构的非均匀性和液滴自身的表面张力不均匀性所导致的。
另外，随着液体的不同，也会出现不同的润湿行为。
例如，水滴对微纳米表面表现出很强的亲水性，而一些有机液体则会呈现出强烈的疏水性。
在微纳米表面上，对于液滴的形态和润湿性的研究，在实际应用中也有着广泛的意义。
例如，微纳米表面的润湿性被广泛应用于生物医学领域，如人工心脏瓣膜、医疗器械表面润滑等。
同时，微纳米表面的润湿性在能源领域，如抗水附着、渗透屏障等方面也有着重要应用价值。
总之，微纳米表面是一个有趣而具有应用潜力的研究领域。
液滴的润湿性对于微纳米表面来说具有重要的影响，同时也具有很强的非线性特性。
虽然目前在微纳米光滑表面上液滴的润湿性研究已经取得了很大的进展，但是仍然需要更多的探索与研究，以便深入理解微纳米表面结构与其润湿性之间的关系微纳米表面对液滴润湿性的影响是一个重要的研究领域，也有着广泛的应用价值。
流体力学中的微尺度流动与纳米流体力学
流体力学中的微尺度流动与纳米流体力学流体力学是研究流体运动规律以及与固体的相互作用的学科。
随着科学技术的不断发展，流体力学的研究也逐渐趋向于微尺度和纳米尺度领域。
微尺度流动和纳米流体力学成为了流体力学中的两个热点领域。
本文将对流体力学中的微尺度流动和纳米流体力学进行详细论述。
一、微尺度流动微尺度流动是指在微观尺度范围内，流体在微通道或微器件中的运动情况。
与传统的宏观流体力学相比，微尺度流动具有独特的特点和现象。
其中主要包括流体的微观动力学行为、边界效应、离子输运、毛细管现象等。
微尺度流动的研究不仅能够深化对微流体理论的认识，还可以为微流体器件的设计与应用提供理论支持。
在微尺度流动中，一些经典的宏观流体力学理论不再适用，因为流体分子之间的相互作用开始显现出来。
例如，在微小通道中，由于壁面效应的存在，流体分子在壁面附近的受力情况发生了变化，表现出与宏观尺度下不同的流动规律。
微尺度流动的研究对于微流体器件的设计与性能优化具有重要意义。
二、纳米流体力学纳米流体力学是研究纳米尺度下流体运动规律的学科。
随着纳米科技的迅速发展，人们开始关注纳米尺度下流体行为的研究。
纳米尺度下的流体力学与微尺度流动存在相似之处，但也有其独特的特点。
在纳米尺度下，流体分子与壁面之间的相互作用更加明显，其所引发的表面现象对流体行为产生了重要影响。
例如，在纳米通道中，由于流体分子与壁面之间的分子间力作用的影响，流体的黏度、热传导系数等性质可能出现变化。
纳米流体力学的研究对于纳米材料的加工及纳米器件的设计与应用具有重要意义。
三、应用前景微尺度流动和纳米流体力学的研究在科学与工程领域都具有重要的应用前景。
在科学研究方面，微尺度流动和纳米流体力学的研究不仅能够深化我们对流体行为的认识，还可以拓展流体力学理论的边界。
通过对微尺度流动和纳米流体力学的研究，我们可以更好地理解生物流体的运动原理、环境中微小颗粒的传输行为等。
在工程应用方面，微流体器件和纳米材料的应用前景巨大。
纳米流体的流变性能研究
纳米流体的流变性能研究纳米流体是指含有纳米颗粒或纳米结构的液体，具有独特的物理性质和流变行为。
它在众多领域中得到了广泛的应用，如能源储存、生物医学、纳米加工等。
而研究纳米流体的流变性能对于理解其基本特性、优化设计和掌握相关应用技术具有重要意义。
一、纳米颗粒对流变性能的影响纳米颗粒的加入会改变液体的流变性能。
首先，纳米颗粒的表面积较大，使得纳米流体呈现出高度吸附性和活性，导致流体黏度的增加。
其次，纳米颗粒之间的相互作用会导致流体的屈服行为发生变化，如增强流体的剪切稀化或剪切增稠效应。
这种变化使得纳米流体在粘弹性行为方面表现出与传统液体不同的特性。
二、纳米流体的剪切稀化和剪切增稠效应剪切稀化是指剪切应力增大时流体粘度减小的行为，而剪切增稠则是指剪切应力增大时流体粘度增加的现象。
纳米流体独特的剪切稀化和剪切增稠效应源于纳米颗粒之间的相互作用。
当纳米颗粒之间的相互作用较强时，流体呈现剪切增稠效应，即流体在高剪切应力下表现出较高的黏度。
相反，当纳米颗粒之间的相互作用较弱时，流体表现为剪切稀化，即高剪切应力下的流体黏度下降。
三、纳米流体的热力学性质纳米流体的热力学性质对于其流动行为具有重要影响。
热力学性质的研究可以揭示纳米颗粒与溶剂之间的相互作用力和相变过程。
例如，纳米颗粒表面具有较高的曲率，导致纳米颗粒与溶剂之间存在额外的曲率张力。
此外，纳米颗粒的表面电荷和溶剂分子之间的相互作用也会对纳米流体的流变性能产生影响。
四、纳米流体的应用前景纳米流体的独特性质和流变行为使其在多个领域中具有广泛的应用前景。
在能源储存领域，纳米流体可用于提高电池的能量密度和快充性能。
在生物医学领域，纳米流体可用于载药系统，实现精准的药物输送。
在纳米加工领域，纳米流体可用于精确控制微米尺度结构的制备过程。
总结纳米流体的流变性能研究是一个多学科交叉的领域，在理论与实验研究中有着广阔的空间。
通过深入研究纳米颗粒与溶剂之间的相互作用机制，可以更好地理解纳米流体的流变性能及其应用前景。
流体流动减阻终稿
流体流动减阻技术综述Xx（能源科学与工程学院，热能工程系）摘要：目前, 对于流动减阻的相关研究和应用越来越多, 许多有效的流动减阻方法得到了广泛的应用。
对于这些方法的减阻机理, 一般认为是通过增加粘性底层的厚度实现减阻的。
其中超疏水表面减阻是当前研究的热点，应用前景十分广阔。
表面浸润性是固体表面重要特性之一，通常采用液滴在表面的接触角大小来衡量，当表面接触角大于 150°时，该表面被称为超疏水表面。
表面微细粗糙结构是获得超疏水表面的关键。
随着微纳米科技的发展，超疏水表面的可控加工成为可能，由于其广阔的应用前景，超疏水表面的浸润性及其应用成为研究的热点。
然而,目前关于流动减阻机理的研究还不是十分成熟, 需要进一步进行研究。
关键词：热能工程；减阻；滑移长度；超疏水表面中图分类号：文献标识码：文章编号：Review of technology on the fluid flow drag reductionJIANG Tao(School of energy science and engineering, Department of thermal engineering)Abstract：“Drag Reduction”is a hotspot research of the hydrodynamics with more and more research work and applica-tions. Many drage reduction methods are used widely, and the mechanism research of these methods are also developing.Generally speaking, the thickening of the viscous sublayer is the main academic reason.In all the methods,The super hydrophobic surface drag reduction is the focus of current research, and has very broad application prospects.The wettability is one of the key features of solid surface, usually the contact angle of droplets on the surface is used to measure wettability, when the contact angle is greater than 150°, this surface is called super-hydrophobic surface.the microstructure on the surface is the key factor to get superhydrophobic surface. With the development of microprocessing technology, man-made superhydrophobic surface is possible. Because of its broad application, the wettability and application of superhydrophobic surface become a hot research.But the research work of the drag reduction is not so mature, need more further development.Key words：thermal engineering;drag reduction; slip length;super hydrophobic surface0 引言能源问题一直以来都受到世界各国的重视，实际工程里到处可以看到换热和流动的问题，如化工、石油、动力以及航空、航天、核能等工业部门。
关于超疏水的文献综述
9. Y.Zheng,H.Bai,Z.Huang,X.Tian,F.Q.Nie,Y.Zhao,J.Zhai,L.Jiang,Nature 2010,463,640–643.
10. M.J.Liu,S.T.Wang,Z.X.Wei,Y.L.Song,L.Jiang,Adv.Mater.2009,21,665–669.
Teare【23】、Youngblood【24】等用等离子体聚合的方法，在棉纤维上聚合含氟烯烃， 得到了具有超疏水性的表面，但等离子体技术存在复杂的时效性问题，对设备要求也高。但 湿法刻蚀采用化学腐蚀，工序繁杂加工周期长、腐蚀介质污染环境，而干法刻蚀设备昂贵， 应用于纺织品粗糙表面的规模化生产还有相当长的距离。Zhang 等【25】用一种新的分子聚 集的方法在羊毛纺织品上制备了超水表面。Tadanaga 等【26】利用溶胶．凝胶法制得透明 的氧化铝薄膜，该薄膜经沸水中浸泡、干燥和煅烧等工艺处理后可得到具有花瓣状结构的粗 糙表面，制得透明超疏水表面。溶胶．凝胶方法工艺简单、设备低廉，反应过程易于控制， 尤其是在薄膜制备方面，不需要真空条件和太高的温度，而且可以在大面积或任意形状的底 物上成膜，具有独特的优越性。
Sun 等【15】使用荷叶作为原始模板得到 PDMS 的凹模板,再使用该凹模板得到 PDMS 凸 模板,该凸模板是荷叶的复制品,它与荷叶有同样的表面结构,因此表现出良好的超疏水性和 很低的滚动角。该工艺类似于“印刷”,因此称为模板印刷法。Lee 等【16】用金属镍来代 替 PDMS,获得竹叶的凹模板。再在金属镍凹模板上使用紫外光固化的高分子材料复制,得到 类似竹叶的复制品,该复制品具有超疏水能力。金属镍模板更耐磨、刚性更好、更易准确复 制。在 Lee 的另外一篇文章中还有更多的例子【17】。外,Lai 等【18】通过光催化印刷法 在 TiO-纳米管膜上获得超亲水-超疏水的方法也很有价值。模板印刷法是一种简洁、有效、 准确、便宜、可大面积复制的制备方法。有望成为实用化制备超疏水材料的重要方法。 3.腐蚀法
向大自然学习-自然界中的超疏水微结构
向大自然学习-自然界中的超疏水微结构固体表面对于液体的润湿性，又称浸润性，是固体一个非常重要的性质。
它在工业、农业以及日常生活中发挥着非常重要地作用，自然界中植物根部对水的吸收，建筑物玻璃外墙上的水渍和眼镜上的水雾等，都与其表面润湿性能有关，润湿性能的应用极为广泛，包括微电子工业、印刷工业、造纸工业、交通行业乃至新材料应用、新型防水服装面料等方面无不与润湿性能有着密切的关系。
从科学研究的角度来讲，对润湿问题的研究不仅具有重要的理论意义，而且具有重大的实际应用价值。
对于固体来说，当液滴接触其表面时，液滴会保持它部分的形状或者在固体表面铺展开来，从而形成一层薄的液膜，这一性质通常是通过测量接触角来描述。
当水滴或者油滴在固体表面上所形成的接触角接近0°时，这样的固体表面分别被称作为超亲水或者超亲油表面，而当水滴或者油滴在固体表面上所形成的接触角大于150°时，这样的固体表面分别被称作为超疏水或者超疏油表面。
作为固体表面润湿性的一个极端特例，超疏水/油性或者超疏水/油材料由于其在防水、防腐蚀、自净、减阻降噪、光电材料、绿色印刷等方面有极其广阔的应用前景，因此，近年来一直受到材料科学研究者的广泛关注和极大兴趣。
笔者因为探索绿色印刷工艺技术，在最近的几年里更是深入其中，尤为对大自然中的动植物物具备的超疏水现象及其背后的科学原理惊叹不已，神奇的大自然为功能性印版超疏材料的研发提供了许多重要的信息。
人们对超疏水现象最简单的认识起源于对自然界中一些植物茎、叶表面以及一些动物羽毛表面的疏水和自洁净现象。
地球上的生物经过了亿万年的繁衍，在这一过程中通过不断的进化、演化和优化，其结构和功能为了适应环境而不断地发生着改进。
许多生物体为了适应其生存环境，表层已逐渐形成各种规则的粗糙结构，这种结构具有疏水、自洁脱附、减阻、抗磨、防雪、防雾和抗氧化等功能，除此之外，有些生物体表面还具有隐形、拟态、降噪和稳定等功能。
超疏水的原理及应用
超疏水的原理及应用一、超疏水的定义超疏水是指具有非常高的液体接触角，即水珠在其表面上能够形成非常接近于180度的接触角度。
超疏水表面具有很高的疏水性，水滴在其表面上无法附着，会形成稳定的球状。
二、超疏水的原理超疏水的原理基于表面微纳结构的设计。
通过在材料表面引入特定的微米或纳米结构，可以改变材料表面的特性，从而实现超疏水效果。
以下是超疏水的两种常见原理：1. 微纳结构原理超疏水表面通常包含许多微米或纳米级的凸起结构。
这些结构可以使水滴在表面上保持悬浮状态，而不与表面产生直接接触。
这种微纳结构能够降低液体在表面上的接触面积，减小表面对液体的吸附力，使水滴迅速脱离表面。
2. 化学剂原理在超疏水表面上，结合微纳结构，还可以使用化学剂改变表面性质，增加疏水性。
这些化学剂可以使水滴在表面上形成球状，从而减少液滴与表面的接触面积和粘附力。
常用的化学剂包括疏水涂层、聚合物以及草酸盐等。
三、超疏水的应用超疏水材料具有许多实际应用的潜力，以下列举了一些主要的应用领域：1. 防污涂层超疏水材料可以用于制造防污涂层，使污垢无法附着在表面上。
这种涂层广泛应用于建筑、船舶、汽车和飞机等领域，可以降低清洁成本，提高表面的耐久性。
2. 自清洁材料超疏水的材料可以让水滴自行滚落，并夹带表面上的污垢一起滚落，实现自清洁作用。
这种材料可以应用于窗户、镜子、屏幕等产品上，减少了清洁的频率和成本。
3. 防冰涂层超疏水材料可以用于防冰涂层的制造。
在低温环境下，水滴无法在超疏水表面上凝结成冰。
这种材料可用于飞机表面、导航标志和建筑物等，提高安全性和效率。
4. 微流体控制超疏水材料与微体系结合，可以用于微流体控制。
通过调整微纳结构和表面化学性质，可以实现微流体的分离、混合和传输等操作。
这种技术对于生物医学、化学分析和微芯片等领域具有重要意义。
5. 油水分离超疏水材料可以用于油水分离的场合。
通过超疏水表面的特性，可以使油滴在水上浮起，实现油水分离的目的。
纳米流体在微液滴传输中的应用研究
纳米流体在微液滴传输中的应用研究一、引言液滴是微纳米尺度下流体运动的基本单位，其在科学、技术、医药等领域都有广泛应用。
传统的液滴传输技术往往受到表面张力等限制，无法满足精度和效率的要求。
而随着纳米科学的发展，纳米流体已成为新一代液滴传输技术的关键技术之一。
纳米流体能够通过调控表面张力、粘滞性等特性实现对液滴的控制，从而实现高精度、高效率的液滴传输。
本文将重点介绍纳米流体在微液滴传输中的应用研究进展。
二、纳米流体的基本概念纳米流体是指尺寸在数纳米至几百纳米范围内的流体，其在表面、尺寸、形态、结构等方面均表现出与传统流体不同的特性。
其表面张力低、粘滞性强、表面积大等特点使得液滴在其上的传输表现出一系列奇特现象，如完全弥散、吸附自行运输、自组装等。
纳米流体中的纳米粒子、分子链等物质具有大比表面积、量子限制效应等特性，进一步增强了纳米流体在微液滴传输中的优异表现。
三、纳米流体在微液滴控制中的应用研究1.表面张力调控传统的表面张力调控技术主要通过使用表面活性剂等物质改变液滴表面张力，但其效果受到表面活性剂结构、浓度、环境等因素的影响，且易引起环境污染等问题。
而纳米流体中的表面活性剂粒子分布均匀、更易形成薄膜，且呈现出变形韧性等特性，使得纳米流体能够更加精准、高效地调控液滴表面张力。
研究表明，利用纳米流体对液滴表面张力的调控，可实现对液滴的精确定位、固定、运输等控制。
2.粘滞性调控细微的流体粘滞性在微液滴运输过程中也扮演着非常重要的角色。
传统的粘滞性调控技术往往采用通过改变液体的温度等方式实现，其精度和效率受限。
而纳米流体中的分子链构成的网络结构、自组装等特性，使得纳米流体拥有与众不同的粘滞性表现。
研究表明，利用纳米流体对液滴粘滞性的调控，可实现液滴颜色、形状、渗透性等方面的控制。
3.自组装指导纳米流体中的纳米物质具有自组装的特性，其会在液滴表面形成特殊结构，例如囊泡、微球等，从而使得液滴运输和排布变得更加易于控制。
飞机防冰涂料应用研究进展
2021 年 01 月第 36 卷 第 01 期CHINA COATINGS January 2021中 国 涂 料Vol.36 No.0121XXXXXX 宁 亮，王贤明，李 镇，卢 敏（海洋涂料国家重点实验室，海洋化工研究院有限公司，山东青岛 266071）Progress in Research on Application of Aircraft Anti-icing CoatingsAbstract: This paper introduces the flight safety risks caused by icing clouds and fog and proposes that anti-icing coatings are aneffective method of solving the problem of aircraft anti-icing. Based on the theoretical model of anti-icing coatings and application, overseas and domestic anti-icing coatings products and current technological development are reviewed respectively and the gap between domestic and overseas anti-icing coatings is analyzed.Key words:aircraft, anti-icing coatings, surface, applied research摘 要：介绍了飞机遭遇结冰云雾引发的安全风险，提出防冰涂层是解决飞机防冰问题的有效方法。
基于防冰涂层理论模型，面向应用，分别综述了国内外防冰涂料产品和技术发展现状，分析了目前国内防冰涂料与国外的差距。
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纳米矩形超疏水微结构表面液体流动和流场分析的LAMMPS分子动力学模拟#该in文件使用LAMMPS采用LJ流体模型模拟液体在超疏水纳米表面流动。
基底的疏水性，流动的驱动速度都可调节。
结果如下图所示。
#通过修改in文件中的参数可直接进行模拟可得到用以发表论文的结果，如改变基底疏水性，流动驱动速度研究局部滑移和全局滑移以及气液界面受剪切破坏等。
#后续问题可通过添加本人微信（baolu_yao）继续付费修改定制in和data文件#使用方法将下面代码拷贝粘贴入文本文件中，并将文本文件命名为in.flow（包括扩展名）variable nx equal 6variable ly index 0.724variable vx index 0.1variable g_num equal 1variable T equal 0.8# ----------------- Init Section -----------------units ljboundary p f pneighbor 0.3 binneigh_modify every 1 delay 0 check yes cluster yes exclude type 1 1 exclude type 1 4 exclude type 4 4 exclude type 2 2atom_style atomicpair_style lj/cut 2.5newton on# ----------------- Atom Definition Section -----------------read_data "system.data"replicate ${nx} 1 2# ----------------- Groove define Section -----------------variable lx equal ${nx}*7.2variable g_begin equal ${g_num}*7.2variable g_end equal ${lx}-${g_begin}variable g_depth equal -28.8region del block ${g_begin} ${g_end} ${g_depth} 0.0 INF INF region phi block INF INF -0.1 0.1 INF INFgroup phi region phiset group phi type 4# ----------------- Settings Section -----------------pair_coeff 1 1 0.0 1.0 #dwall-dwallpair_coeff 1 2 0.0 1.0 #dwall-uwallpair_coeff 1 3 0.01 1.0 #dwall-flowpair_coeff 1 4 0.0 1.0 #phi-dwallpair_coeff 2 2 0.0 1.0 #uwall-uwallpair_coeff 2 3 1.0 1.0 #uwall-flowpair_coeff 2 4 0.0 1.0 #uwall-phipair_coeff 3 3 1.0 1.0 #flow-flowpair_coeff 3 4 1.0 1.0 #flow-phipair_coeff 4 4 0.0 1.0 #phi-phigroup upwall type 2group downwall type 1group flow type 3# ----------------- Run Section -----------------timestep 0.002compute T_flow flow temp/partial 0 1 1velocity flow create ${T} 372748 temp T_flowthermo 500thermo_style custom step tempthermo_modify temp T_flowdump 2 all atom 200000 $mmpstrjdisplace_atoms upwall move 0.0 ${ly} 0.0 units boxdelete_atoms region delfix fxnvt flow nvt temp ${T} ${T} 0.2fix_modify fxnvt temp T_flowrun 500000velocity upwall set ${vx} 0.0 0.0 units boxfix freeze upwall setforce 0.0 0.0 0.0fix fxnve upwall nverun 1000000reset_timestep 0compute cc1 flow chunk/atom bin/2d x 0.0 1.0 y -0.5 1.0fix 1 flow ave/chunk 1 6000000 6000000 cc1 vx norm sample file v_rho.2d.$a run 6000000以下为data文件内容LAMMPS Description5112 atoms0 bonds0 angles0 dihedrals0 impropers4 atom types0.0 7.2 xlo xhi-32.5 30.5 ylo yhi0.0 7.2 zlo zhiMasses1 1.02 1.03 1.04 1.0Atoms1 4 0.0 0.0 0.02 1 0.0 -0.6 0.63 1 0.6 0.0 0.64 1 0.6 -0.6 0.05 1 1.2 0.0 0.06 1 1.2 -0.6 0.67 1 1.8 0.0 0.68 1 1.8 -0.6 0.09 1 2.4 0.0 0.010 1 2.4 -0.6 0.611 1 3.0 0.0 0.612 1 3.0 -0.6 0.013 1 3.6 0.0 0.014 1 3.6 -0.6 0.615 1 4.2 0.0 0.616 1 4.2 -0.6 0.017 1 4.8 0.0 0.018 1 4.8 -0.6 0.619 1 5.4 0.0 0.620 1 5.4 -0.6 0.021 1 6.0 0.0 0.022 1 6.0 -0.6 0.623 1 6.6 0.0 0.624 1 6.6 -0.6 0.025 1 0.0 -1.2 0.026 1 0.0 -1.8 0.627 1 0.6 -1.2 0.628 1 0.6 -1.8 0.029 1 1.2 -1.2 0.030 1 1.2 -1.8 0.631 1 1.8 -1.2 0.632 1 1.8 -1.8 0.033 1 2.4 -1.2 0.034 1 2.4 -1.8 0.635 1 3.0 -1.2 0.636 1 3.0 -1.8 0.037 1 3.6 -1.2 0.038 1 3.6 -1.8 0.639 1 4.2 -1.2 0.640 1 4.2 -1.8 0.041 1 4.8 -1.2 0.043 1 5.4 -1.2 0.644 1 5.4 -1.8 0.045 1 6.0 -1.2 0.046 1 6.0 -1.8 0.647 1 6.6 -1.2 0.648 1 6.6 -1.8 0.049 1 0.0 -2.4 0.050 1 0.0 -3.0 0.651 1 0.6 -2.4 0.652 1 0.6 -3.0 0.053 1 1.2 -2.4 0.054 1 1.2 -3.0 0.655 1 1.8 -2.4 0.656 1 1.8 -3.0 0.057 1 2.4 -2.4 0.058 1 2.4 -3.0 0.659 1 3.0 -2.4 0.660 1 3.0 -3.0 0.061 1 3.6 -2.4 0.062 1 3.6 -3.0 0.663 1 4.2 -2.4 0.664 1 4.2 -3.0 0.065 1 4.8 -2.4 0.066 1 4.8 -3.0 0.667 1 5.4 -2.4 0.668 1 5.4 -3.0 0.069 1 6.0 -2.4 0.070 1 6.0 -3.0 0.671 1 6.6 -2.4 0.672 1 6.6 -3.0 0.073 1 0.0 -3.6 0.074 1 0.0 -4.2 0.675 1 0.6 -3.6 0.676 1 0.6 -4.2 0.077 1 1.2 -3.6 0.078 1 1.2 -4.2 0.679 1 1.8 -3.6 0.680 1 1.8 -4.2 0.081 1 2.4 -3.6 0.082 1 2.4 -4.2 0.683 1 3.0 -3.6 0.684 1 3.0 -4.2 0.085 1 3.6 -3.6 0.087 1 4.2 -3.6 0.688 1 4.2 -4.2 0.089 1 4.8 -3.6 0.090 1 4.8 -4.2 0.691 1 5.4 -3.6 0.692 1 5.4 -4.2 0.093 1 6.0 -3.6 0.094 1 6.0 -4.2 0.695 1 6.6 -3.6 0.696 1 6.6 -4.2 0.097 1 0.0 -4.8 0.098 1 0.0 -5.4 0.699 1 0.6 -4.8 0.6 100 1 0.6 -5.4 0.0 101 1 1.2 -4.8 0.0 102 1 1.2 -5.4 0.6 103 1 1.8 -4.8 0.6 104 1 1.8 -5.4 0.0 105 1 2.4 -4.8 0.0 106 1 2.4 -5.4 0.6 107 1 3.0 -4.8 0.6 108 1 3.0 -5.4 0.0 109 1 3.6 -4.8 0.0 110 1 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