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受叶片启发的表面可使不同液体朝不同方向流动

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

在一片南洋杉叶上的水会朝某个方向流动,而同一叶片上的乙醇则会往另一方向流动,这是科学家们在一项新的研究中加以利用的令人意外的发现。受这种植物叶子上所观察到的独特液体传输方式的启发,他们研发出了一种表面,后者可引导不同液体向相反方向流动。从微流控到海水淡化,该方法可有许多实际用途。通过用可吸引或排斥液体的涂层或具特定曲率的材质便可实现对表面上液体的定向输送。然而,在大多数情况下,流体传输仅限于某固定方向。Shile Feng和同事对液体沿南洋杉叶片流动的方式进行了研究,这种叶子是由朝叶尖倾斜的周期性排列的棘齿组成的。作者证明,表面张力低的液体(如乙醇)会沿着棘齿倾斜方向(即朝着叶尖)流动。另一方面,表面张力高的液体(如水)则会朝相反方向流动。基于这些观察结果,Feng等人开发了一种具有类似不对称外形和特性的双重入表面。通过一系列实验,他们展示了放置在其人造表面上的不同液体是如何自然地导向相反方向的。这种方法可按需用于促进或抑制液体的传输。液体在其表面表现出的自导向还会伴有自推进和高流速。


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