【摘 要】
:
飞秒激光具有的超强和超快特性可使它广泛地应用于微纳加工领域,而固/液/气三相润湿性是表界面科学的重要分支之一。近年来,将飞秒激光微加工结合到仿生功能表面领域成为一个
论文部分内容阅读
飞秒激光具有的超强和超快特性可使它广泛地应用于微纳加工领域,而固/液/气三相润湿性是表界面科学的重要分支之一。近年来,将飞秒激光微加工结合到仿生功能表面领域成为一个热点。本文主要研究飞秒激光制备的功能表面对水下气泡润湿性调控以及气泡行为操控上的影响,实现了水下气泡各向同性、各向异性滑动,以及对气泡滑动/静止的原位操控,在未来微流体、微反应领域有重要应用。全文内容主要包含以下几部分:(1)具有特殊气泡润湿的功能材料对水下气泡的行为起着重要的控制作用,受天然猪笼草启发,我们用飞秒激光制备并设计一个大面积的润滑油灌注的润滑表面(LSS)。润滑表面气泡的输送速度与润滑油的表面张力密切相关,表面张力越低,滑动速度越快。在此基础上,我们制备LSS轨迹来引导气泡运动,实现气泡融合操作,同时可以实现气泡在三维LSS上运动。最后,使用大面积LSS气体捕集器用于水下气泡捕获,输出泵的输出空气量为~3.4?8)4)9)-1,捕获器捕获效率超过90%。这一发现揭示了水下气泡和LSS表面之间有意义的相互作用,加速了气泡光滑表面在水下易燃气体收集中的应用。(2)目前在润滑表面研究主要集中在气/液各向同性滑移,关于气泡各向异性调控的研究较少。我们报道了一种周期性的微槽滑面(MGSS),利用一步飞秒激光扫描,并通过旋涂润滑液工艺实现了气泡在液相系统中的各向异性滑动。MGSS使气泡沿凹槽方向滑动,但阻止气泡沿凹槽垂直方向滑动。我们研究了润滑液厚度、激光功率和微槽周期对各向异性的影响,并可使气泡各向异性高达近80°。最后,成功地将MGSS应用于各向异性气泡在平面和曲面上的输运。这种功能表面对控制气泡定向滑动行为和进一步水下气体收集起重要作用。(3)动态响应界面材料在控制水下气泡运动方面尚有较大发展空间,我们报道了一种利用飞秒激光烧蚀的润滑弹性沟槽表面,通过单向机械拉伸实现气泡在滑动状态和静止状态之间可逆地转换,可逆转换的机理主要是拉伸过程中油膜厚度随着应变(0到60%)的改变。我们演示了水下气泡在应变变化下的滑动/静止实时柔性控制。此项研究在未来的气相操控,微生化反应上有重要前景。
其他文献
在高等教育的发展中,民办高等教育非常重要,在现代教育中有着不可代替的地位,由于教育越来越普及,国家越来越重视民办教育,但是纵观整个教育情况,还是存在许多问题,因此发展
近年来,伴随着大数据、云计算等技术的快速发展,数据中心网络(Data Center Network,DCN)中的流量呈现出迅速增长的趋势。如何对数据中心网络中的流量进行调度,以提高网络性能
流数据是当前应用系统中广泛存在的一类数据范式。流数据不仅数据量大,还具有实时可见的特征,在刚产生时最有处理价值。近十年来,实时检索流数据的能力已成为云计算、Io T等
以Ti-Al-M三元系合金为基础的钛合金材料,具有较高的比强度,无磁性,且结构和性能的调控空间大等特性,可望广泛应用于航空航天发动机、体育器材和生物医学等领域。作为Ti-Al-M三元系合金的主要组成相,Ti2AlM金属间化合物的结构稳定性和力学性能,在材料设计中至关重要,但实验上对单晶甚至单相正交结构的Ti2AlM化学计量比合金制备困难,基础数据相对缺乏,因而阻碍材料设计。本文结合材料科学基础理论
本文以Al-20Si合金为研究对象,采用变质和不同的冷却速率对Al-20Si合金进行细化处理。通过高精度测温仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和摩擦磨损试验等方法,研究了变质和冷却速率对A1-20Si合金凝固组织及性能的影响,并探讨了Al-20Si合金中初生Si和共晶Si的协同细化机理,为高硅铝合金材料在制备活塞、缸套和散热器等工业应用提供了理论基
无线自组织网络不同于蜂窝移动通信系统,其不依赖于中心基站,可直接在双方终端间自组织地建立网络进行通信,满足了无线便携设备之间的通信需求,在一些特殊的领域(如灾难救援
光的偏振是除了强度、光谱和相位的另一重要属性。偏振特性的产生机理是物体的反射、折射、吸收和散射等“不对称性”过程产生的物理信息。偏振图像试图从现实场景中获取光的
随着数据规模的快速增长,利用机器学习对数据进行分析与运用获得了巨大的成功。然而,在计算机视觉、模式识别和自然语言处理等应用领域中,不同数据集之间普遍存在着分布差异,
影响力最大化(Influence Maximization,IM)问题就是在社交网络中选出k个种子用户来最大化影响力传播,做为一种社交分析技术,已经成为了社交网络领域的研究热点,并且有着广泛