梯度微通道锥体

多尺度液滴超快长距自输运

区别于单一曲率梯度仿生结构，双模式驱动实现了液滴与残余水层的完整输运，突破了传统自输运速度慢、距离短、完整性差的核心瓶颈。

Zhang, Fujian · Ziyang, Wang · Zhen, Liu · Gao, Xiang · 宋云云 · 程广贵 · 张忠强 · Jianning, Ding

Chemical Engineering Journal 2023

参数信息

自输运速度提升

1–4 orders of magnitude

集雾效率提升

2

技术优势

速度快1–4个数量级

梯度微通道与环向沟槽协同产生额外毛细抽吸压力，与拉普拉斯压差叠加驱动，使自输运速度远超单一曲率梯度结构。

输运完整无残留

环向沟槽连接梯度微通道，确保残余水层和滞留液滴仍能自发输运至底部，实现整个液滴的无损输运。

集雾效率翻倍

与无微通道锥体相比，CHTC的集雾效率约为其2倍，可直接提升集水装置性能。

应用场景

• 集水装置：将CHTC阵列集成于集水装置，利用超快自输运提升集水速率，减少液滴滞留损失。
• 仿生表面：为仿生表面设计提供双模式驱动新思路，突破单一曲率梯度的性能上限。
• 微流控液滴操控：实现多尺度液滴无泵、长距离定向输运，简化微流控系统中的液滴操控结构。
• 雾水收集：直接用于雾水收集，通过高效液滴输运增加单位面积产水量。