注壓成型仿生納米結構聚丙烯表面的冷凝微水滴動態行為

安 越，黃漢雄

（華南理工大學,廣東省高分子先進制造技術及裝備重點實驗室,微/納成型與流變學研究室,廣州 510640）

水在表面冷凝是一個普遍存在的相變過程.形成的冷凝水會給工業和日常生活帶來不利甚至嚴重影響，如水在機翼和輸電線上凝固成冰/霜可能導致事故［1］，在換熱器和空調器上冷凝會降低其傳熱效率［2］，在農用塑料薄膜溫棚上冷凝會降低其透光性［3］.對非濕潤表面上冷凝行為的研究有助于提高能源、化工和環境等領域相關應用的傳熱和傳質性能，因而具有重要意義［2，4］.水滴容易從疏水/超疏水低黏附表面上滾落，但冷凝形成的微小水滴的潤濕行為有明顯差別，一般不再呈現低黏附特性［5］.為提高傳熱性能，冷凝水滴聚積時必須迅速從表面移除.重力移除是最常見的從表面上移除冷凝水滴的方法，但該法受表面排列方向的影響，而且水滴尺寸要達到毫米級（約2.7 mm）時重力才能克服表面對水滴的黏附使其滾落［6］.及時地移除表面上重力效應無法移除的微米級冷凝水滴是一個挑戰.Boreyko等［7］在具有微米柱的硅表面沉積一層碳納米管并涂覆十六硫醇，發現合并后的冷凝微水滴可從這種雙級超疏水表面上跳離.這種自發的現象是由微水滴合并釋放的表面能部分轉化為合并微水滴跳動的動能引起的，稱為冷凝微水滴自移除（CMDSR）現象.自然界中的一些動植物表面存在CMDSR 現象，如蟬利用CMDSR清除其翅膀上的灰塵［8，9］，擔子菌利用CMDSR發射……