| 利用液固界面摩擦力表征经典特殊润湿性生物表面 |
| |
| 引用本文： | 张晋红,石奎,徐鹏,李倩,薛龙建.利用液固界面摩擦力表征经典特殊润湿性生物表面[J].表面技术,2021,50(7):187-193. |
| |
| 作者姓名： | 张晋红 石奎 徐鹏 李倩 薛龙建 |
| |
| 作者单位： | 武汉大学 动力与机械学院,武汉 430072;山西职业技术学院 机械工程系,太原 030006;武汉大学 动力与机械学院,武汉 430072 |
| |
| 基金项目： | 科技部重点研发计划(2018YFB1105100);国家自然科学基金(51973165) |
| |
| 摘 要： | 目的 用毛细管投影传感技术(MPCP)定量表征经典生物材料表面的液固界面摩擦力,揭示滚动角测试所无法揭示的液固界面作用规律.方法 利用毛细管投影传感技术(MPCP)表征了水滴在荷叶、玫瑰花瓣和蝴蝶翅膀表面的摩擦力,并进一步探讨了样品干燥、水滴大小和移动速度对液固摩擦力的影响规律.结果 当液滴体积由2μL增大到10μL时,水滴在新鲜荷叶表面的静摩擦力FS从(10.01±0.75)μN增大到(15.99±1.99)μN,动摩擦力FK由(9.10±1.30)μN增大到(11.31±0.75)μN;干燥过程使得FS由(22.11±3.44)μN上升到(34.72±1.99)μN,FK由(10.40±0.75)μN增大到(20.42±3.00)μN.与荷叶不同的是,新鲜玫瑰花瓣的静摩擦力FS和动摩擦力FK均高于冻干玫瑰花瓣,且随着水滴尺寸的增大而明显增大.由于蝴蝶翅膀结构的各项异性,顺着蝴蝶翅膀DF方向的FS和FK比反向DO方向要明显小一些,有利于水滴从体表滚落.当液滴移动速度由0.05 mm/s增大到2.05 mm/s时,荷叶表面的FS和FK变化不明显;新鲜玫瑰花瓣的FS由(70.22±1.99)μN减小到(60.21±1.99)μN,FK由(44.21±2.25)μN显著减小到(18.21±1.30)μN.而冻干玫瑰花瓣表面的FS和FK,随着液滴移动速度的增大而略微减小.蝴蝶翅膀的摩擦力对液滴移动速度表现出一定的方向依赖性,随着液滴移动速度的增大,DF向的FS和FK保持恒定,而DO向的FS和FK减小则显著一些.结论 用毛细管投影传感技术MPCP可以揭示水滴在固体表面的摩擦特征,定量表征摩擦力,弥补了滚动角只能表征液滴滚落一瞬间固体对水滴滑动的阻力,无法表征液固动摩擦的不足;定量地揭示了样品干燥、水滴大小和移动速度对水滴在荷叶、玫瑰花瓣和蝴蝶翅膀表面摩擦力的影响规律.
|
| 关 键 词： | 表面润湿性 接触角 滚动角 摩擦力 毛细管投影传感技术 |
| 收稿时间： | 2020/10/16 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/2/14 0:00:00 |
Characterization of Classical Biological Surfaces with Special Wettabilities by Liquid-Solid Friction Force |
| |
| ZHANG Jin-hong,SHI Kui,XU Peng,LI Qian,XUE Long-jian.Characterization of Classical Biological Surfaces with Special Wettabilities by Liquid-Solid Friction Force[J].Surface Technology,2021,50(7):187-193. |
| |
| Authors: | ZHANG Jin-hong SHI Kui XU Peng LI Qian XUE Long-jian |
| |
| Affiliation: | School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China;Department of Mechanical Engineering, Shanxi Polytechnic College, Taiyuan 030006, China |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | surface wettability contact angle sliding angle friction force MPCP |
| 本文献已被 CNKI 万方数据 等数据库收录！ |
| 点击此处可从《表面技术》浏览原始摘要信息 |
|
点击此处可从《表面技术》下载全文 |
|
