仿生水汽冷凝/收集微纳复合结构制备研究

发布时间：2024-03-04 03:20

　　水汽冷凝与收集技术在缓解干旱地区缺水问题、提高能源利用效率以及航天和军事用途中扮演着重要角色。传统膜状冷凝和滴状冷凝技术发展迅速并已应用到实际工业生产,但其冷凝性能和持久性仍难以满足需求。近年来许多生活在沙漠地区的生物引起了人们浓烈兴趣。研究发现,它们具有特殊表面微纳结构,能有效收集雾气中水分加以利用。本学位论文借鉴典型生物结构,开展仿生水汽冷凝/收集微纳复合结构制备研究,主要工作包括:(1)仿生微纳复合结构水汽冷凝/收集理论研究。根据仙人掌刺结构建立了锥形表面环状液滴和蚌壳状液滴理论模型,得到了仿生结构表面自由能分布和表面能梯度分布,揭示了锥形结构参数与表面自由能及自由能梯度之间的关系。进一步对锥形及楔形管状结构内部的液滴进行了建模分析,揭示了管状梯度结构内部液滴运动规律。结合生物结构梯度形貌和可制造性,设计了由交替亲水和疏水楔形区域构成的平面梯度结构,分析了结构形貌参数、表面浸润性参数对液滴运动的影响,揭示了液滴在仿生结构表面的运动规律,为仿生结构设计和制备提供理论基础。(2)仿生水汽冷凝/收集微纳结构制备。研究了表面浸润性修饰结构的制备,得到了OTS分子层、氧化铜/氢氧化铜纳米线...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

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本文编号：3918813