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液滴撞击是当然界中大批存在的稳重，受当然启发的超疏水名义为转机液滴撞击能源学特质提供了弘远的平台。液滴撞击与先进超疏水名义两者的无间在宽敞工程应用饰演必不能少的脚色。交融、预测及调控超疏水名义上的液滴能源学行为是将液滴撞击应用于各样化场景并提高利用效果的遑急前提。

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近日，王如竹解说领衔的“能源-水-空气”交叉学科更动团队ITEWA（Innovative Team for Energy, Water & Air）在Advanced Materials上发表了题目为“Understanding and Utilizing Droplet Impact on Superhydrophobic Surfaces: Phenomena, Mechanisms, Regulations, Applications, and Beyond”的综述论文。论文全面回来了液滴撞击超疏水名义的稳重、机理、调控和应用方面的进展，搭建了液滴撞击、超疏水名义与工程应用之间的桥梁。依据各样应用对液滴战斗与回弹特质的不同需求，将利用液滴撞击的应用进行系统的归纳分类。从基础科学与工程应用的角度，指出了现有的挑战并预测了将来发展标的。论文第一作家为上海交大制冷与低温工程斟酌所博士后胡志锋，通信作家为王如竹解说。

著作重心：

1. 液滴撞击超疏水名义的基本进程与要津能源学特质

液滴撞击通例超疏水平面的基本进程如图1所示。字据液滴与名义的战斗关系可将液滴撞击进程分为液滴战斗阶段与回弹阶段。战斗阶段由液滴战斗名义时起至液滴脱离名义止；当液滴脱离名义时，投入回弹阶段，回弹液滴会在重力作用下回落，再次撞击名义。单次液滴撞击不错引起屡次回弹回落进程，直至液滴能量破坏殆尽。液滴与名义间的质料、动量或能量交换均发生于液滴与壁面相战斗时，而液滴回弹决定了发生固液战斗的次数。液滴战斗阶段的固液战斗长度与战斗时刻及液滴回弹阶段的回弹速率与回弹标的是需要慈祥与调控的要津能源学特质。针对各特质参数的表面模子在贬抑地发展深化，文中对各能源学特质的交融领悟作念了全面的整理分析。

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图1 液滴撞击通例超疏水名义的基本进程暗示图

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2. 液滴撞击的调控面目

图2展示的润湿性图案化超疏水名义与结构化超疏水名义是调控撞击液滴动态行为的两类主要名义。润湿性图案化超疏水名义是通过在超疏水基底上修饰亲水或超亲水图案而构建的同期包含高黏附与低黏附区域的名义，其可利用不同润湿区域内液滴三相战斗线处的受力各异来转机液滴撞击动态特质。结构化超疏水名义是带各样宏不雅结构的超疏水名义，利用宏不雅结构与液滴之间的互相作用，有用改造液滴撞击行为。文中对两类名义对液滴动态特质的调控机理与性能进行了详备的发达。

图2 调控液滴撞击能源学特质的超疏水名义

3. 液滴撞击的雷同应用

液滴撞击雷同存在于各样应用中并饰演着遑急脚色，而不同的应用条目不同的液滴行为。图3整理汇总了利用液滴撞击的各样应用，按应用对液滴战斗与回弹的不同需求差别了多个象限。第一象限内的应用条目增大战斗面积，延迟战斗时刻，消弱液滴回弹；第二象限内的应用条目减小战斗面积，延迟战斗时刻，消弱液滴回弹；第三象限内的应用条目减小战斗面积，裁汰战斗时刻，增强液滴回弹；第四象限内的应用条目增大战斗面积，裁汰战斗时刻，增强液滴回弹。

图3 液滴撞击讨论应用的分类

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4. 论断与预测

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本综述从液滴撞击全进程起程，对液滴撞击的稳重、机理、调控及应用伸开系统梳理。指出了液滴战斗与回弹这两个要津特质，归纳了主流的两类调控液滴行为的先进超疏水名义，发达了液滴撞击动态特质的调控机理，归纳并分类波及液滴撞击的各样应用。液滴撞击的科学与应用斟酌都在风起云涌地发展，机领会析贬抑提高，调控门径愈加高效且各样化，骨子应用效果显耀晋升。但仍需领悟到，距离王人备交融液滴撞击机理并施展其在各样应用中的最大后劲还有很长的谈路，存在宽敞挑战，如液滴撞击斟酌规律需向微米级、纳米级长远，超疏水名义想象有规划应趋于通用化等。

论文贯穿：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202310177

第一作家：

胡志锋，清华大学博士，现为上海交通大学王如竹解说团队博士后。主要斟酌敬爱敬爱为超浸润名义及液滴能源学与热力学，讨论后果发表于Advanced Materials, Journal of Colloid and Interface Science, Physical Review Applied, Extreme Mechanics Letters等外洋闻明期刊。

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通信作家：

王如竹解说，上海交通大学讲席解说，制冷与低温工程斟酌所长处，训诫部太阳能发电及制冷工程斟酌中心主任。主要从事制冷、热泵与热湿调控斟酌。算作第一完成东谈主获国度当然科学二等奖1项、国度时间发明二等奖1项、省部级科技朝上一等奖4项，个东谈主获何梁何利基金科学与时间更动奖等奖励。斟酌后果在外洋制冷、热泵、热科学与能源利用鸿沟变成雷同影响，荣获2013年英国制冷学会J&E Hall外洋制冷金牌、2018年日本传热学会Nukiyama外洋热科学回想奖、2019年外洋制冷学会最高学术奖Gustav Lorentzen奖章、2021年外洋能源署Rittinger外洋热泵奖以及2023年寰宇能源奖（Global Energy Prize）。

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王如竹解说领衔的能源-水-空气更动团队（ITEWA）永远起劲于经管能源、水、空气交叉鸿沟的前沿基础性科常识题和要津时间，旨在通过学科交叉杀青材料-器件-系统层面的举座经管有规划，鼓动讨论鸿沟获得冲破性进展。团队连年来在Science, Chemical Society Reviews, Nature Review Materials, Nature Water, Joule, Energy & Environmental Science, Advanced Materials, Nature Communications, ACS Energy Letters等外洋跨学科交叉高水平期刊上发表系列论文。

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