机械工程学报

作者：张亚锋, 汤程, 董聪慧, 余家欣

单位：西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室 绵阳 621000

关键词：固液界面,黏附,电压,超疏水表面,微液滴；

固液界面行为的实时调节在微流体控制，芯片实验室等领域具有极强的应用前景。通过固液界面行为测量装置系统研究了微液滴/超疏水表面的相互作用力和黏附行为在电压作用下的响应行为。结果表明，电压作用下微液滴/超疏水表面的相互作用力由润湿力、最大作用力和分离力构成。润湿力、最大作用力和分离力均随着电压的变化经历三个阶段，即静态区的缓慢增加、过渡区的急剧增加和饱和区的保持不变。三种力的变化与电压作用下固液界面黏附能的变化密切相关。理论分析表明，微液滴/超疏水界面的黏附能与超疏水表面的电学性质和电压的平方呈正比。进一步分析发现，实验获得的固液界面黏附能大于理论值，这与电压作用下微液滴在超疏水表面的润湿状态转变密切相关，并通过电润湿滞后实验验证了固液界面黏附能的变化与微液滴润湿状态的关系。结果表明，微液滴/超疏水界面相互作用力和黏附行为可通过外加电压进行实时有效调节，研究结果有望为超疏水表面微液滴的实时控制提供理论和技术指导，为电控微流体技术的发展提供理论基础。

来源：2022年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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