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卢布尔雅那大学,最新Advanced Functional Materials(IF=19)

论论资讯 | 2024-02-17 3热度

Advanced Functional Materials

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Superbiphilic Laser-Microengineered Surfaces with A Self-Assembled Monolayer Coating for Exceptional Boiling Performance

Hadžić A.; Može M.; Zupančič M.; Golobič I.

Published:2023-01-01
DOI:10.1002/adfm.202310662

研究背景

随着工程系统的不断发展,对于高效热管理解决方案的需求也越来越迫切。沸腾作为一种相变热传递方法,在热传递方面表现出很大的潜力,但非功能化表面在面对越来越高的冷却需求时表现不佳。为了提高不同热负荷下的热传递效率,研究人员提出了具有定制润湿性的功能化表面。超亲水性和超疏水性表面各自在沸腾应用中都具有优点和缺点,但将它们结合在单个“双亲性”表面上可以同时利用它们的优点。

研究内容

本研究通过将两步激光加工与自组装单分子层涂层相结合,开发了具有空间定制润湿性的激光加工铜表面,重点关注了超疏水斑点的大小和间距对表面性能的影响。研究结果表明,开发的功能化表面表现出了极好的沸腾性能,其热传递系数高达299kWm<sup>−2</sup>K<sup>−1</sup>,相比未处理表面提高了434%。研究还确定了超亲水性和超疏水性区域的最佳比例和最佳斑点间距。此外,观察到不同热流密度下的变化行为,强调了在确定最佳表面图案时考虑热负荷的重要性。这种性能的提高,以及快速和低成本的功能化过程,为增强热管理应用带来了重大突破。

研究意义

本研究的创新点在于将超亲水性和超疏水性结合在一个表面上,以提高沸腾性能。这种表面的制备过程简单快速,成本较低,具有广泛的应用前景,例如电子设备散热、汽车发动机冷却等。这项研究为改进热管理解决方案提供了新思路,具有重要的应用价值。

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