受自然界的启发，沙漠甲虫因通过亲/疏水组合图案实现高效集水而得到广泛研究，在水和能源的可持续性发展上取得重要进展。但现有的亲/疏水组合由于过大的钉扎力，在空气中冷凝时效果较好，但空气中冷凝的热通量非常低，只有1-2 kW/m²。当现有的仿甲虫表面在蒸汽中冷凝时，其效果却不如普通疏水表面。这是因为蒸汽冷凝中热通量可以达到2001-2 kW/m²，这是空气冷凝中的近100倍。其原因是在空气冷凝中会有不凝气体大大阻碍冷凝传热的速率，而在蒸汽冷凝中由于液滴产生速度非常快，会导致整个表面被冷凝水覆盖形成膜状凝结。这是因为现有仿甲虫表面上的亲水区域对液滴有很强的钉扎力，导致冷凝形成的液滴不能马上被收集，从而在表面产生泛滥。因此，一个有效的超滑亲/疏水组合需要亲水和疏水区域都超滑，这样才能同时在空气和蒸汽冷凝中都取得很高的能源效率和快速水收集，才能对可持续的高效冷凝传热有进一步突破。

图3. 条纹QLS的冷凝传热增强机理。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202211113

研究团队简介：

  戴贤明现为达拉斯德克萨斯大学助理教授，其团队主要研究相变传热，微流体，表面科学，余热发电和水收集。曾获得美国自然科学基金委，陆军研究办公室，微流界面会议和工程学院等诸多杰出青年奖。其团队长期招收相关方向研究生，有关其团队具体信息见其网站：https://labs.utdallas.edu/dai