水相中超疏水表面氣泡破裂行為機制研究

《水相中超疏水表面氣泡破裂行為機制研究》是依託北京航空航天大學，由王景明擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：水相中超疏水表面氣泡破裂行為機制研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：王景明
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

由於超疏水表面重要的理論研究及實際套用價值，通過構築具有特殊幾何形狀的粗糙結構以及調節表面的化學組成製備超疏水表面已成為研究的熱點。目前，該領域的研究幾乎都集中在氣相介質（通常為空氣）中超疏水表面的性質，而其在液相介質中（如水相中）的性質卻鮮有報導。申請人前期工作發現超疏水表面在水相中具有快速破泡效應這一新穎性質，若深入研究其機制，進而實現氣泡破裂行為的調控，則有望將該性質用於高效的泡沫控制與分離技術。本課題擬通過實時觀測和原子力顯微鏡原位測試等方法，研究水相中超疏水表面三相接觸線的形成、變化過程以及與超疏水表面-氣泡相互作用力的相關性，分析不同浸潤狀態、微觀結構對超疏水表面氣泡行為的影響規律，揭示水相中超疏水表面快速破泡機制，建立超疏水表面氣泡行為的理論模型。本課題的研究有助於豐富固體表面浸潤性理論，同時為拓寬超疏水表面在傳統工業領域的套用提供一種新思路。

結題摘要

通過構築具有特殊幾何形狀的粗糙結構以及調節表面的化學組成製備超疏水表面,並研究其在液相介質中（如水相中）的性質已成為研究的熱點。目前，該領域的研究幾乎都集中在具有特殊浸潤性表面與油滴的相互作用的性質，而氣泡在具有特殊浸潤性表面的行為卻鮮有報導。申請人通過本課題的研究，解釋了水相中超疏水表面三相接觸線的形成、變化過程以及與超疏水表面-氣泡相互作用力的相關性，得到了不同浸潤狀態、微觀結構對超疏水表面氣泡行為的影響規律，揭示了水相中超疏水表面快速破泡機制，並建立了超疏水表面氣泡行為的理論模型。該項研究成果不僅豐富了固體表面浸潤性理論，並為高效的泡沫控制與分離技術提供一種新思路。