上海交大(da)：通過(guo)3D打(da)印實(shi)現(xian)剛(gang)柔復合超(chao)疏水(shui)界(jie)面(mian)的制備(bei)

近(jin)日，上(shang)海交大(da)機械(xie)與(yu)動力(li)工(gong)程(cheng)學(xue)院胡(hu)松(song)濤副教授(shou)課(ke)題(ti)組(zu)提出了剛(gang)柔微結(jie)構復合的超(chao)疏水(shui)界(jie)面(mian)設(she)計(ji)思想，解決(jue)了沖(chong)擊(ji)定位(wei)要求苛(ke)刻的難題(ti)，相(xiang)關(guan)研究(jiu)成(cheng)果在機械(xie)裝(zhuang)備(bei)抗液防冰等領(ling)域(yu)具(ju)有重(zhong)要的應(ying)用(yong)前(qian)景。瑞士蘇(su)黎(li)世聯(lian)邦(bang)理(li)工(gong)學(xue)院Andrew J. deMello教授(shou)課(ke)題(ti)組(zu)和(he)英國(guo)帝國(guo)理(li)工(gong)學(xue)院Daniele Dini教授(shou)課(ke)題(ti)組(zu)為(wei)合作(zuo)單位(wei)。該(gai)成(cheng)果以(yi)“Flexibility-Patterned Liquid-Repelling Surfaces"為(wei)題(ti)作(zuo)為(wei)封(feng)面(mian)論文(wen)發表(biao)於ACS Applied Materials & Interfaces期(qi)刊。

剛(gang)柔復合界面(mian)設(she)計(ji)與(yu)制備(bei)（桿徑10μm的柔性(xing)網格(ge)結構(gou)及(ji)剛(gang)性(xing)支(zhi)柱(zhu)）

面(mian)向(xiang)低(di)溫沖擊液滴的超(chao)疏水(shui)界(jie)面(mian)需(xu)要遞(di)進(jin)滿(man)足(zu)兩個(ge)條(tiao)件：1）基(ji)於微納(na)幾何結構(gou)和(he)低(di)能(neng)化(hua)學(xue)修飾(shi)的抗刺穿(chuan)性(xing)以反(fan)彈(dan)沖擊(ji)液(ye)滴；2）極短(duan)的固液接觸時間以避免(mian)液(ye)滴在界面(mian)成(cheng)核(he)結冰。現(xian)有的相關(guan)界(jie)面(mian)設(she)計(ji)工(gong)作(zuo)遵循剛(gang)性(xing)和柔性(xing)兩類策略(lve)，可有效(xiao)縮(suo)短(duan)固液接觸時間，但受(shou)限(xian)於苛(ke)刻的固液沖擊(ji)定位(wei)要求。研究(jiu)團隊借(jie)鑒蹦(beng)床(chuang)公(gong)園，提出了剛(gang)柔微結(jie)構相結合的超(chao)疏水(shui)界(jie)面(mian)設(she)計(ji)，通過(guo)融(rong)合剛性(xing)和柔性(xing)設(she)計(ji)策略(lve)，期望消除(chu)界(jie)面(mian)潤濕性(xing)能(neng)對固液沖擊(ji)定位(wei)的依賴(lai)。研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)面(mian)投影微立(li)體(ti)光(guang)刻(ke)3D打印技(ji)術（nanoArch S140，摩(mo)方精密(mi)）高(gao)效(xiao)、精準(zhun)地(di)實(shi)現(xian)了上(shang)述剛柔復合界面(mian)設(she)計(ji)的樣機制備(bei)。

液滴沖擊(ji)行(xing)為(wei)

    研究(jiu)團隊利(li)用(yong)高(gao)速(su)相(xiang)機記(ji)錄液(ye)滴在沖擊不(bu)同界面(mian)以及(ji)界(jie)面(mian)內不(bu)同(tong)局部(bu)區(qu)域(yu)的動力(li)學(xue)行(xing)為(wei)，證明可以(yi)利(li)用剛柔復合界面(mian)設(she)計(ji)來調整液滴沖擊(ji)行(xing)為(wei)。

固液接觸時間

液滴沖擊(ji)實驗(yan)進(jin)壹步表(biao)明，當(dang)液滴沖擊(ji)柔性(xing)界面(mian)區(qu)域(yu)時(shi)，將(jiang)觸發結(jie)構(gou)振(zhen)動來縮(suo)短(duan)固液接觸時間；而當(dang)液滴沖擊(ji)剛性(xing)界面(mian)區(qu)域(yu)時(shi)，將(jiang)觸發液(ye)滴的非對稱(cheng)再分(fen)布(bu)來縮(suo)短(duan)固液接觸時間。