仿生表面用于雾水收集的最新研究进展

作     者：李雪 王艳君 王玉超 陶胜洋 LI Xue;WANG Yanjun;WANG Yuchao;TAO Shengyang

作者机构：中国石化北京化工研究院北京100013 大连理工大学化工学院辽宁大连116024 

基　　金：辽宁省自然科学基金(2022-MS-143) 大连市科技创新基金(2022JJ13SN098) 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2023年第42卷第5期

页      码：2486-2503页

摘      要：阐述了自然生物进行集水的两个理论阶段,重点介绍了仿生材料是通过实现对仿生功能结构与表面(浸润性)的有效调控,极大提升了材料集水效率。本文主要回顾了近几年来雾水收集仿生表面的重要研究进展,讨论不同仿生策略下发展的功能材料。其中主要介绍了蜘蛛丝纺锤结结构、仙人掌锥刺、Stenocara甲虫亲/疏水表面以及猪笼草润滑表面等功能结构与表面。综述了近几年仿生功能材料研发进展,其制备过程主要从简单的功能结构/表面性质模仿,结合对水传质过程理解,最终实现对结构与表面性质(浸润性)的重新构筑。首先,基于蜘蛛丝纺锤结以及仙人掌的锥刺所设计的仿生材料是对仿生功能结构的调控,研究结果表明实现结构调控能够强化液滴的运输,增强雾水收集效率。其次,Stenocara甲虫亲/疏水表面以及猪笼草润滑表面是实现对表面浸润性的调控,强化了液滴的捕获。接着介绍了不同功能耦合形成的多元仿生材料并总结了近年来仿生材料雾水收集效率。最后,对于仿生材料的实际应用以及未来的发展前景进行展望,指出简化材料制备、提升集水效率仍是实际发展过程的瓶颈问题,并表明了仿生材料的发展方向。

主 题 词：表面 传质 可持续性 优化设计 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-2100

馆 藏 号：203122168...