超亲水连续镖形图案

定向液滴输运提速

结合仙人掌刺和蜘蛛丝纺锤的仿生设计，在超疏水铝表面构建超亲水连续镖形图案，显著增强定向液滴输运效率，提升雾气收集能力。

Changyu, He · Fan, Zenghua · Qingzhen, Wang · Zhi, Xu · Jianhua, Diao · 赵彦峻 · Jun, Gao

Optics and Laser Technology 2026

参数信息

最大液滴输运速度

500.0 ± 12.6 mm/s

雾气收集速率

1.50 ± 0.06 g·cm⁻²·h⁻¹

技术优势

液滴跑得快

超亲水连续镖形图案结合仙人掌刺和蜘蛛丝纺锤的拉普拉斯压力差，实现快速定向输运。

收集量大

优化图案间距和源距后，雾气收集速率达到 1.50 g·cm⁻²·h⁻¹，显著高于传统表面。

制备简单

通过激光烧蚀和表面改性一步构建图案，无需复杂模板或光刻。

自清除

超疏水基底与超亲水图案的对比润湿性差异使液滴在收集后自动滚落，避免覆盖图案。

应用场景

• 仿生表面：从仙人掌和蜘蛛丝中提炼拉普拉斯压力差设计，替代传统均匀润湿性表面。
• 雾气收集材料：直接用作雾气收集表面，在干旱地区从大气中获取淡水。
• 激光加工：利用激光烧蚀快速制备复杂润湿性图案，无需光刻或化学模板。
• 智能水管理：通过定向液滴输运实现高效收集，集成到智能水管理系统中。