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本文摘要：【章节】液体定向自输送在能源、微流体、油水分离出来和水搜集等领域都有最重要的应用于。常规的液体单向输送都必须通过外界能量的输出来超越液体流动的对称性和解决结构表面缺失导致的恰吊效应。自然界中不存在许多动植物，比如猪笼草、仙人掌、沙漠甲虫和蜥蜴，他们可以精妙地依赖自身表面的类似微结构来掌控液滴的定向运动，从而在险恶环境下存活。 然而，实际工程应用于工况简单，牵涉到到简单界面和多热力学过程。
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【章节】液体定向自输送在能源、微流体、油水分离出来和水搜集等领域都有最重要的应用于。常规的液体单向输送都必须通过外界能量的输出来超越液体流动的对称性和解决结构表面缺失导致的恰吊效应。自然界中不存在许多动植物，比如猪笼草、仙人掌、沙漠甲虫和蜥蜴，他们可以精妙地依赖自身表面的类似微结构来掌控液滴的定向运动，从而在险恶环境下存活。
然而，实际工程应用于工况简单，牵涉到到简单界面和多热力学过程。这样，如何研发需要打破大大自然能够在广谱温度场区间构建定向无源于驱动、长距离输送的人工材料体系是目前面对的主要挑战。在横向方向的液滴自输送这一研究领域，一个关键的科学与工程问题是如何设计与研发新型仿生材料来超越固液界面固有的动态认识时间的物理无限大。
传统的超强增生材料（荷叶效应）主要基于微纳米结构，而且机械性能薄弱，户外耐候性、化学稳定性和耐热湿热性能劣，且难以加工。王钻开团队发展了基于亚毫米尺度的非常规超强增生体系，在国际上首次找到超强亲水性表面的液滴饼状跳跃现象，创建液滴运动的动力学模型，说明了撞击液滴无膨胀弹离机制，政治宣传了130年来人们对于固液界面动态认识的常规了解。基于该模型设计制取了各种亚毫米非常规超强增生表面，将液滴与超强增生表面的认识时间的物理无限大延长了80%（NaturePhysics，2014，10，519，参考文献[1]）。
该工作也在NaturePhysics作为亮点报导。另外，基于玉莲花表面弧度结构这一灵感，研发了波浪形毫米级星型弧度仿生超强增生表面，明确提出了超强增生表面液滴非对称跳跃理论，将固液认识时间的理论无限大延长40%以上（NatureCommunications，2015，6,10034，参考文献[2]）。同时，将荷叶效应和猪笼草效应有机的融合，说明了了液体薄膜上类荷叶效应的物理机理（NatureCommunications，2015，6,10034，参考文献[3]），为研发非常规超强增生表面获取了新的思路。
在纵向方向的液滴自驱动输送这一研究领域，王钻开团队系统研究了如何通过掌控表面浸润性和图案化来构建液滴在简单工况下的传输和能量切换。在低温下，他们明确提出实时增强膜状和滴状冷凝的策略，顺利研发出有长幼夹杂微纳米结构，实时加快液滴的构成和自驱赶，大幅提高表面传热效率（AdvancedFunctionalMaterials，2011，21，4617，封面，参考文献[4]；ACSNano，2015，9，71，封面，参考文献[5]）。其中稍晚AdvancedFunctionalMaterials上的工作被NaturePhysics的编辑评论为表面工程领域长期以来最有创新的研究工作。
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