各向异性微结构表面

调控液滴飞溅

通过表面微结构各向异性主动控制液滴撞击后的形态演化和飞溅行为，如横向瞬溅射与纵向冠状液膜。

焦云龙 · Xuefeng, Ding · Ji, Jiawei · Zhang, Xuejie · 刘小君 · 刘焜

Physics of Fluids 2025

技术优势

横向飞溅可调控

各向异性越强，液滴越容易落入微沟槽、沿横向形成瞬溅射；这为需要定向排液或减少侧向污染的场景提供了可预测的操纵手段。

纵向液膜可生成

沿纵向，液滴跨过微结构时保留的垂直动量形成冠状液膜；该特征可用于需要大面积铺展或均匀涂覆的工艺。

接触时间可缩短

疏水性与各向异性协同改变液滴的质量和动量分布，使液滴在表面的接触时间降低，有利于防水、防冰和自清洁。

应用场景

• 微流控液滴操控：用表面各向异性主动引导液滴飞溅方向与形态，简化微流控中的液滴操纵。
• 功能表面3D打印：按需设计微纹理各向异性，直接打印出具有定向飞溅调控能力的表面。
• 仿生疏水表面：疏水与各向异性协同降低接触时间，为自清洁、防冰表面提供新设计维度。
• 喷涂防溅表面：利用横向瞬溅射或纵向液膜行为，优化喷涂工艺中液滴的定向沉积与减少飞溅。