双親性ジャンプ液滴凝縮

粗い超撥水表面上のジャンプ液滴凝縮は、滑らかな撥水表面上の液滴凝縮と比較して、熱伝達率が増加します。しかし、超撥水表面の性能は、その極端な見かけの進行接触角に関連する低い個々の液滴成長率によって制限されています。ここでは、超撥水背景に滑らかで低表面エネルギーのスポットを持つ双親性表面が、均一な超撥水表面と比較して10倍高いジャンプ液滴凝縮熱伝達係数を示すことを報告します。詳細な凝縮熱伝達モデルと二元および協調液滴合体の数値シミュレーションを組み合わせると、スポットの濡れ性は液滴の核生成エネルギー障壁を最小化するように最適化してはならないことが示されます。むしろ、スポットの濡れ性は液滴の接着を最小化しながら個々の液滴の成長率を最大化するように最適化されるべきです。さまざまな双親性表面のモデルによる設計最適化は実験と照らし合わせて検証されます。我々の発見は、凝縮熱伝達を最大化するための双親性表面開発のための設計ガイドラインを提供します。