Electrowetting-Controlled Dropwise Condensation with Patterned Electrodes: Physical Principles, Modeling, and Application Perspectives for Fog Harvesting and Enhanced Heat Transfer
通过改变固体表面的润湿性来控制蒸汽在部分润湿的固体表面上的滴状冷凝是一种成功的策略。我们遵循的冷凝水蒸气到电润湿功能化的表面与结构化的共面电极。数以百万计的液滴的实验分布的详细分析表明，尽管存在接触角滞后和随机液滴聚结事件的发生，优先液滴位置密切遵循的局部极小值的数值计算的液滴尺寸依赖的静电能量景观在两个维度上的演变。即使是相互竞争的首选位置之间的微妙过渡也能被模型正确地再现。基于对冷凝模式的定量理解，我们讨论了一系列重要的后续步骤，这些步骤需要在各种应用中证明可靠的性能增益，特别是在增强传热方面。
2020-07-27 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Breath figures under electrowetting: electrically controlled evolution of drop condensation patterns
我们表明，电润湿（EW）与结构化电极显着修改的分布液滴冷凝到平坦的疏水表面上对齐的下降，并通过增强聚结。数值计算表明，液滴对齐和聚结由液滴尺寸依赖的静电能量景观，这是由电极图案和施加的电压。这种EW控制的迁移和凝聚的冷凝液滴显着改变的统计特性的合奏液滴。液滴尺寸分布的演变显示出自相似的特征，一旦电诱导聚结级联设置在超过一定的临界液滴尺寸，则这些特征显著偏离均匀表面上的经典呼吸图。由此产生的减少表面覆盖，加上早期下降脱落下EW，提高了净传热。
2018-04-30 physics.flu-dyn
Suppression of water vapor condensation by glycerol droplets on hydrophobic surfaces
本文研究甘油液滴在疏水表面上的防凝结作用，通过与盐溶液和吸湿醇对比及实验与理论建模，揭示其可形成广阔干燥区并为防冰防霜材料设计提供指导。
2023-11-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Condensation and jumping relay of droplets on lotus leaf
研究了具有双层粗糙度的荷叶表面凝结微水滴的动力学行为。在实验室条件下，微滴在单个微乳头上的接触角随冷凝水的生长而从80 °平稳增加到160 °。最著名的“自洁”现象，也会失去。一个引人注目的观察是由下落的液滴触发的凝结液滴的平面外跳跃继电器，以及其在连续跳跃继电器中获得的持续速度，增强了滴状凝结的自动去除，而无需任何外力的帮助。表面张力能量耗散是控制跳跃液滴临界尺寸和起始反弹速度的主要原因。
2013-05-09 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Microdroplet self-propulsion during dropwise condensation on lubricant-infused surfaces
水蒸气冷凝在自然界中很常见，广泛用于工业应用，包括水收集，发电和脱盐。与传统的膜状冷凝相比，在润滑剂注入表面（LIS）上的滴状冷凝可以导致传热速率的数量级增加。小液滴（直径小于100 $μ$ m）占总传热量的近85%，液滴清扫在清除成核部位方面起着至关重要的作用，从而允许频繁的再成核。在这里，我们专注于动态的相互作用的微滴与薄的润滑油膜在LIS上的水蒸气冷凝。耦合高速成像，光学显微镜和干涉，我们表明，最初均匀的润滑油膜重新分配冷凝过程中。受润滑剂高度梯度的控制，直径小至2 $μ$ m的微滴经历严格且与重力无关的自推进，以高达1100 $μ$ m/s的速度行进其直径倍数的距离。虽然宏观上的运动似乎是随机的，我们表明，在微观水平上，由于不对称的润滑剂的毛细管吸引力，导致这种重力独立的液滴运动。基于横向力平衡分析，我们定量地发现，在运动过程中的滑动速度最初增加，但在较短的液滴间距急剧下降。最大滑动速度与油的粘度成反比，并强烈依赖于液滴的尺寸，这是在很好的协议与实验观察。这种新颖的和非传统的液滴运动预计将显着提高逐滴冷凝过程中的清扫效率，导致更高的成核和传热速率。
2019-10-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Out-of-Plane Biphilic Surface Structuring for Enhanced Capillary-Driven Dropwise Condensation
快速和持续的冷凝液滴离开表面是实现冷凝高传热率的关键，冷凝是一个对广泛的工业和社会应用至关重要的物理过程。尽管在通过用疏水材料诱导其滴状模式来增强冷凝传热方面取得了进展，但是可以导致进一步增强传热的复杂的表面工程方法仍然是高度期望的。在这里，通过采用一个三维的，多相的计算方法，我们提出了一个有效的平面外的两亲性表面形貌，揭示了一个未开发的毛细驱动的冷凝液滴的离开机制。这种纹理由两亲性发散微腔组成，其中小亲水点的矩阵被放置在它们的底部，即，在形成腔的椭圆形超疏水微纹理之间。我们表明，亲水性斑点和金字塔结构的角度的最佳组合可以实现液滴的高变形拉伸，最终实现令人印象深刻的弹弓般的液滴喷射过程从纹理。与从其他现有技术的表面的聚结引发的液滴跳跃相比，这种液滴离开机制具有减少液滴喷射体积的潜力，从而提高整体冷凝效率。模拟结果表明，最佳的双亲性微结构可以在低体积下引起液滴自喷射，与超疏水直柱相比低56%，揭示了一种有前途的新表面微纹理设计策略，以提高冷凝传热效率和水收集能力。
2022-11-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Statistical steady state in turbulent droplet condensation
受液滴在湍流驱动的过饱和场中生长和收缩的系统的启发，我们以一般的方式研究湍流冷凝问题。使用直接的数值模拟，我们表明，湍流的过饱和场的波动提供了不同的条件发展的液滴的时间，由于湍流运输和混合的增长。在此基础上，提出了小液滴在湍流中凝结和蒸发的拉格朗日随机模型。它由一组随机积分微分方程的平方半径和过饱和度沿液滴轨迹的联合演变。该模型有两个参数固定的总水量和热力学性质，以及拉格朗日积分时间尺度的湍流过饱和度。该模型很好地再现了直接数值模拟获得的液滴尺寸分布及其时间演化。一个值得注意的结果是，经过一个阶段，平方半径简单地扩散，系统指数快速收敛到一个统计稳定状态的初始条件无关。这种收敛的主要机制是大量液滴在再次生长之前经历完全蒸发引起的记忆丧失。统计稳定状态的特征在于液滴质量分布中的指数尾。这些结果调和那些早期的数值研究，一旦这些不同的制度被认为是。
2016-12-05 physics.flu-dyn
Single condensation droplet self-ejection from divergent structures with uniform wettability
本研究探索了单凝结液滴在均匀疏水性发散微锥结构上的自弹射现象，通过高速显微观察与建模揭示其生长与自推进机制，为防冰、集水等应用提供了改进潜力。
2023-06-30 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Sequential Self-Propelled Morphology Transitions of Nanoscale Condensates Diversify the Jumping-Droplet Condensation
研究纳米级凝结物在纳米柱表面的形貌演变与动态行为，发现非合并机制的自驱动跳跃现象，并开发改进的能量模型关联纳米结构与跳跃速度，为功能性纳米表面设计提供新策略。
2022-11-17 physics.flu-dyn
Coarsening of thin films with weak condensation
本文从润滑模型出发，在弱凝结极限下建立基于最近邻液滴相互作用的降阶动力系统，揭示弱凝结作为奇异摄动如何改变液滴长时间粗化动力学与流体总质量。
2024-01-17 math.AP math.DS physics.flu-dyn
Inhibition of water vapor condensation by dipropylene glycol droplets on hydrophobic surfaces via vapor sink strategy
本研究通过实验与理论模型分析二丙二醇液滴在冷却疏水表面形成干区环的规律，揭示其利用蒸汽汇效应抑制水蒸气凝结的机制。
2024-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Enhanced Water Nucleation and Growth Based on Microdroplet Mobility on Lubricant-Infused Surfaces
注入润滑剂的表面（LISs）可以促进稳定的滴状冷凝，并提高传热速率，由于低成核自由能势垒和高液滴流动性。油表面的地形差异导致水微滴严格地自推进长距离，不断重新分布油膜，并可能刷新表面重新成核。使用高速显微镜，我们发现，在LIS上冷凝水期间，由于热激活屏障较小，最小的可见液滴（直径~ 1 μ m，定性代表成核）主要出现在贫油区域。考虑到微液滴（<10 μ m）的显著传热性能和微液滴运动的瞬态特性，我们比较了在宽过冷度范围内，不同粘度油和固体疏水表面的LISs的表观成核率密度和集水率。通常，最低的润滑剂粘度导致最高的成核速率密度。我们表征的长度和频率的微滴运动和属性的成核增强主要是更高的液滴流动性和表面刷新频率。有趣且出乎意料的是，疏水表面在高过冷温度下优于高粘度LIS，但在低温差下通常劣于任何测试的LIS。为了解释所观察到的LISs和固体疏水表面之间的非线性，我们引入了两个占主导地位的制度，影响冷凝效率：流动性限制和聚结限制。我们的研究结果推进了对动态水-润滑剂相互作用的理解，并为选择用于增强滴状冷凝和水收集效率的表面提供了新的设计依据。
2021-09-07 physics.app-ph physics.flu-dyn
Condensation of cloud microdroplets in homogeneous isotropic turbulence
本文研究了小水滴在三维均匀各向同性湍流中的凝结生长。在一个简单的对流和冷凝模型中，集成了数百万液滴的动力学和生长。通过两个系列的直接数值模拟，在增加分辨率的液滴尺寸谱展宽，它被证明是增加与湍流的雷诺数。这是正确评估湍流对暖云中凝结的影响的关键点，其中雷诺数通常达到巨大的值。所获得的液滴尺寸谱展宽作为雷诺数的函数示出与尺寸参数是一致的。提出了一个概括的期望，雷诺数不可访问的DNS，产生的实际尺寸谱加宽的上限和下限。与系统大尺度相匹配的进一步DNS表明所绘制的图像的一致性，而需要额外的努力来评估这种效应对更现实的云条件下冷凝的影响。
2008-07-15 nlin.CD physics.flu-dyn
Experimental Study of Condensation of Water on Polydimethylsiloxane-Coated Copper Surfaces
本研究实验探究了超薄PDMS涂层铜表面的滴状冷凝，发现其接触角滞后低至2°，传热增强因子最高达1.6，且性能与液滴清扫频率相关。
2023-11-15 physics.flu-dyn
Freezing-Melting Mediated Dewetting Transition for Droplets on Superhydrophobic Surfaces with Condensation
Tianjin University（天津大学）
本研究提出冻结-融化策略，实现超疏水表面液滴从Wenzel到Cassie-Baxter状态的去湿转变，分析了冷凝引发的湿性转变及不同表面结构对液滴行为的影响。
2026-02-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Kinetic Monte Carlo and hydrodynamic modelling of droplet dynamics on surfaces, including evaporation and condensation
我们提出了一个格子气（广义伊辛）模型的固体表面上的液滴。模型中的时间演化包括两个过程：（i）由动力学蒙特卡罗算法确定的单粒子运动。这些将颗粒在表面上和液滴内的扩散以及蒸发和冷凝（即液滴与周围蒸汽之间的颗粒交换）纳入模型中。(ii)更大规模的集体运动，模拟平流流体动力学流体运动，通过考虑薄膜方程预测的动力学来确定。该模型使我们能够联系宏观量，如接触角和表面张力取决于微观粒子之间的相互作用参数，并与固体表面。我们目前的结果液滴加入，传播，滑动重力下，去湿，蒸发的影响，扩散和对流动力学的相互作用，以及如何所有这些行为取决于温度和其他参数。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unlocking the full potential of jumping condensation on microstructured surfaces
Aalto University（阿尔托大学）；The Grainger College of Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰格工程学院）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Kyushu University（九州大学）
研究通过微尺度圆锥阵列实现高效液滴跳跃，揭示了跳跃与非跳跃区域的间距依赖性临界转变，为高性能冷凝管理提供了设计原理。
2025-12-05 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Soft Condensation
本文研究潮湿空气在软交联聚合物网络上形成呼吸图的液滴行为，揭示液滴数量对基底弹性的代数敏感性，提出成核遵循受交联度影响的低能路径，为探测聚合物界面分子特性提供宏观方法。
2024-07-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Unexpected Marangoni Condensation in Negative Binary Mixtures
Washington University in St. Louis（华盛顿大学）；Department of Mechanical Engineering & Materials Science, Washington University in St. Louis（华盛顿大学机械工程和材料科学系）；Institute of Materials Science and Engineering, Washington University in St. Louis（华盛顿大学材料科学与工程研究所）
研究揭示负二元混合物中自发的马兰戈尼驱动伪滴状冷凝现象，通过热扩散产生表面张力梯度，提升传热效率6倍，挑战传统认为马兰戈尼冷凝仅适用于正混合物的观点。
2026-05-13 physics.flu-dyn
On idealized models of turbulent condensation in clouds
本研究分析了云中湍流凝结的理想化模型，发现其预测的滴谱依赖空间采样尺度且存在虚假拓宽、局部未必宽分布的问题，提出了评估这类模型优缺点的框架，为云大涡模拟的次网格参数化提供参考。
2025-01-15 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Grooves spacing govern water retention during condensation
该研究通过高通量冷凝装置量化了不同凹槽间距下的水分滞留，发现以液滴脱离半径为界，大间距使凹槽成为被动储库增加滞留，小间距则触发主动排水降低滞留，为定制冷凝滞留提供了几何设计规则。
2025-09-16 physics.flu-dyn
The effect of turbulence, gravity, and non-continuum hydrodynamic interactions on the drop size distribution in clouds
本文研究云滴在15–40 μm“尺寸间隙”的生长瓶颈，揭示湍流碰撞、水汽涨落和非连续流体动力学对跨越该间隙并形成毛毛雨滴的关键作用。
2025-01-02 physics.flu-dyn
Ice-bridging frustration by self-ejection of single droplets results in superior anti-frosting surfaces
本研究针对被动防霜表面无法完全阻断冰桥传霜的问题，设计了疏水纳米结构修饰的截顶微锥阵列，利用单液滴自弹射阻碍冰桥形成，将霜速降至0.5μm/s以下，且结构易制造、兼具机械强度。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Triple condensate halo from water droplets impacting on cold surfaces
了解水滴在固体表面上沉积的动力学从基础和实践的观点都是重要的。虽然水滴在加热表面上的沉积被广泛研究，但在冷表面上沉积水滴的特性以及导致这种行为的现象仍然难以捉摸。在这里，我们报告的形成过程中观察到的水滴沉积到一个冷的表面上的三重冷凝晕，由于液滴的冲击动力学和蒸汽扩散之间的相互作用。两个随后的冷凝阶段发生在液滴扩散和冷却过程中，产生了这个独特的冷凝晕与三个独特的带。我们进一步提出了一个尺度模型来解释每个带的大小，并通过不同的碰撞速度和不同的衬底温度的液滴的实验验证了模型。通过对液滴碰撞动力学和凝结过程的实验和理论研究，揭示了液滴、蒸汽和基体之间的传质和传热规律，为换热装置的设计提供了新的思路。
2018-06-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Hovering UFO Droplets
这个流体动力学视频是第65届APS-DFD年会流体运动画廊的一个入口。该视频显示了润滑剂浸渍表面上冷凝液滴的行为以及与超疏水表面的比较。在浸渍过的表面上，水滴看起来就像在表面上盘旋的不明飞行物。这些视频是在环境扫描电镜和一个专门建造的冷凝装置中记录的。
2012-10-15 physics.flu-dyn
Parametric study on hydrothermal properties of condensing flow in microtube heat exchangers using numerical and experimental approaches
微通道已越来越多地用于使传热设备冷却、提高能量效率和使传热流体存量最小化。对微尺度冷凝的基本理解将为工业的不同领域带来深远的利益。在这项研究中，与内径为250，500，600，和900微米的微管被用来调查的影响微管直径，入口品质，和质量流量的冷凝流的壁边界附近的液体/蒸汽界面。在与实验结果进行验证后，瞬态数值模型（基于流体体积法）被开发来研究冷凝的水热特性，如气泡动力学，流图转换，瞬态界面剪切力，和温度对流动冷凝性能的传热系数和压降。研究了不同微尺度管的液膜厚度、弹状流速度以及微尺度管内环状流向弹状流转变的位置，并详细讨论了微尺度管对凝结换热和压降的影响。实验结果表明，在小于500 μ m和大于500 μ m的微管内，凝结流动的界面特性有很大的不同。
2021-02-06 physics.app-ph physics.flu-dyn
Condensation on Slippery Asymmetric Bumps
从人类皮肤到行星上的地质结构，凹凸无处不在，它在许多现象中提供了独特的优势，包括结构颜色，减阻和极端润湿性。虽然凸块的形貌参数如凸区的曲率半径显著影响包括抗反射结构和碰撞液滴的接触时间在内的各种现象，但是详细的凸块形貌对冷凝物的生长和传输的影响还没有被清楚地理解。纳米布沙漠甲虫的毫米颠簸的启发，在这里，我们报告的曲率半径和均匀的表面润湿性的水滴的生长速度，聚结和运输的凸点的宽度确定的作用。不对称凸形形貌的进一步合理设计和与光滑涂层的协同组合同时实现自传输，导致与超疏水表面相比不可见的五倍更高的生长速率和更快数量级的液滴脱落时间。我们设想，我们对凸块的基本理解和创新设计可以应用于各种相变应用（包括水收集）中，以提高性能。
2015-01-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Eulerian and modified Lagrangian approaches to multi-dimensional condensation and collection
湍流被认为在云滴增长中起着至关重要的作用。湍流和云滴增长的组合问题在数值上是具有挑战性的。在这里，一个基于Smoluchowski方程的欧拉方案与两个拉格朗日超粒子（或超液滴）方案在冷凝和收集的存在下进行了比较。的增长过程进行了研究，无论是单独或组合使用二维湍流，稳定的流动，或只是重力加速度没有气体流动。在重力或湍流的存在下，观察到的尺寸谱的时间演化的不同方案之间的良好的协议。较高的时刻的大小谱被发现是一个有用的工具来表征最大的下降，通过收集的增长。值得注意的是，在重力或湍流的情况下，尺寸谱的尾部可以用伽马分布很好地描述。拉格朗日格式的计算性能一般优于欧拉格式。然而，它表明，使用插值方案，如云在细胞算法是有害的超粒子或超液滴的方法。此外，使用对称的非对称收集计划，以减少在结果中的散射量。
2017-01-26 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Evaporation-driven coalescence of two droplets undergoing freezing
本文采用润滑近似数值模拟，揭示冻结中两液滴因蒸发通量不对称产生毛细流动而聚并，并阐明相对湿度、基底温度及冻结锋面推进的竞争机制。
2024-11-19 physics.flu-dyn
Spontaneous Jumping of Coalescing Drops on a Superhydrophobic Surface
当微滴在超疏水表面上面内聚结时，观察到令人惊讶的面外跳跃运动。这种由液滴聚结引发的跳跃运动在莱顿弗罗斯特表面上再现。高速成像显示，这种跳跃运动是由桥连液滴与超疏水/莱顿弗罗斯特表面的弹性相互作用引起的。在超疏水和莱顿弗罗斯特表面上的实验与将合并的液滴的动能与聚结后释放的表面能相关的简单缩放模型相比是有利的。疏水表面上的自发跳跃运动使得能够独立于重力自主地去除冷凝水;该过程对于持续滴状冷凝是非常理想的。
2009-10-16 physics.flu-dyn
Condensate droplet roaming on nanostructured superhydrophobic surfaces
本文揭示了纳米结构超疏水表面上冷凝微液滴融合后自发漫游的物理机制，指出成核随机性导致的粘附不对称性产生切向动量驱动该运动，且其能量转换效率显著优于液滴跃起，大幅提升了传热效率。
2023-10-17 physics.flu-dyn
Efficient condensation on spiked surfaces with superhydrophobic and superhydrophilic coatings
Ningbo University（宁波大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）
通过超疏水和超疏水亲性涂层及突起表面实现高效蒸汽冷凝与快速液体去除，不依赖重力提高冷凝效率。
2024-07-17 cond-mat.soft physics.app-ph physics.flu-dyn
Vapor flux on bumpy surfaces: condensation and transpiration on leaves
液滴冷凝和蒸发是由水蒸气浓度梯度引起的，在工程和自然系统中都很重要。一个有趣的自然例子是植物叶子上的蒸腾作用。叶片内部空间中的大部分水通过气孔逸出，其速率取决于表面地形以及叶片内部和外部的蒸汽浓度差异。以前的研究在各种表面上的蒸汽通量集中在数值求解蒸汽扩散方程或使用缩放参数的基础上一个简单的解决方案与平坦的表面。在目前的工作中，我们提出并讨论了各种二维表面形状（例如，半圆柱、半椭圆、头发）。求解扩散方程的方法是使用复势理论，该理论提供了蒸气浓度和通量的解析解。我们发现，高质量流量的水蒸气形成的顶部附近的微结构，而低质量流量的气孔附近的叶片表面。气孔附近如此低的水蒸气通量可能以两种方式影响蒸腾作用。首先，气孔上的冷凝液滴不会生长，这是由于低质量的蒸汽通量，这不会抑制通过气孔开口的气体交换。第二，来自大气的低质量通量将促进高浓度水蒸气从气孔下空间的释放。
2021-03-29 physics.flu-dyn
Dynamics of Coalescence-Induced Jumping Water Droplets
这段流体动力学视频展示了在纳米结构超疏水表面上凝结过程中聚结诱导液滴跳跃的不同相互作用机制。利用高速成像技术研究了超疏水氧化铜和碳纳米管表面的跳跃行为。视频演示多跳跃液滴，跳跃液滴返回到表面，和液滴液滴静电排斥进行了分析。使用外部电场结合定制实验室中的高速成像的实验被用于显示超疏水表面上的所有聚结诱导跳跃液滴在离开表面时变得带正电荷，这在视频中详细描述。
2013-10-10 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Two recipes for repelling hot water
虽然在固体表面的疏水微观纹理最经常反映雨由于纹理内截留空气的存在，它是更具挑战性的排斥热水。当它接触较冷的材料时，热水在固体表面的空腔内产生冷凝，这最终在基底和水之间建立桥梁，从而破坏排斥性。在这里，我们表明“小”（~100 nm）和“大”（~10 μm）模型特征确实反映了任何液滴温度和整个探索冲击速度范围内的热液滴。因此，我们可以定义两种结构配方来排斥热水：由于水桥的小型化，纳米特征上的水滴很难粘附，而大特征中的冷凝动力学太慢，无法在冲击时将液体连接到固体。
2019-04-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Drop Impact on Two-Tier Monostable Superrepellent Surfaces
超排斥性是一种有利的非润湿情况，其特征在于具有极低粘附力的显著减少的固体/液体接触区域。然而，跌落冲击通常带来与相当增强的水亲和力相关的接触区域的显著延伸，这使得超疏水性不可逆地破坏。在这里，我们报告了一个替代的结果，重复Cassie-Wenzel-Cassie（CWC）润湿状态在微观尺度上的转变发生时，一滴影响两层超疏水表面，表现出鲜明的对比，以传统的观点。定量分析了材料参数对冲击动力学的影响。我们证明，自清洁和滴状冷凝显着受益于这一结果-污垢颗粒或小液滴在深纹理可以通过过渡带走。本研究的结果为设计功能性超拒避材料提供了理论依据。
2019-06-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Inverted Cheerios effect: Liquid drops attract or repel by elasto-capillarity
漂浮在液体界面上的固体颗粒表现出由表面张力介导的长程吸引力。在没有体弹性的情况下，这是主要的横向相互作用的机械来源。在这里，我们表明，一个类似的长程相互作用发生在相邻的液滴之间的固体基板上，这至关重要地依赖于毛细作用和体积弹性的组合。我们实验观察软凝胶上的液滴之间的相互作用，并提供了一个理论框架，定量预测的液滴的迁移速度。值得注意的是，我们发现，虽然在厚基板上的相互作用是纯粹的吸引力，并导致滴-滴聚结，对于相对较薄的基板的短程排斥发生，防止两滴直接接触。这种多功能的新相互作用是“Cheerios效应”的液体对固体的类似物。该效应将强烈影响液滴软聚合物膜的凝聚和粗化，并对胶体组装和机械生物学具有潜在的意义。
2016-01-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pinning mediated coalescence-induced lateral droplet motion on nanotextured superhydrophobic surface
本研究通过实验发现，在纳米纹理超疏水表面上，当CS与PW液滴尺寸相近且约为亲水点尺寸的3至3.5倍时聚并，可抑制垂直动量并产生面内动量，驱动液滴横向运动。
2025-10-08 physics.flu-dyn
Variational approach to droplet motion on uneven solid surfaces, including contact line dynamics and evaporation
Loughborough University（拉夫堡大学）
本文通过变分动力学方法推导了不平整表面液膜和液滴的动力学方程，研究了接触线动力学及蒸发过程，揭示了液滴在倾斜刻痕表面的滞留与滑动现象。
2026-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
How and When the Cassie-Baxter Droplet Starts to Slide on the Textured Surfaces
Cassie-Baxter态液滴在织构表面上具有许多局部能量极小值，而它们之间的能垒大小受重力的影响。当液滴不能在表面上找到任何局部能量最小点时，液滴开始滑动。基于拉普拉斯压力方程，预测了二维Cassie-Baxter液滴在织构表面上的形状。通过考虑液滴与表面微结构之间的干涉以及分析脱钉过程中自由能的变化来考察液滴的稳定性。之后，对基于线张力的前跟踪方法模拟（LTM），无缝地捕捉液体和基板之间的附着和分离的理论分析进行了验证。我们回答了关于滑动研究领域的公开辩论：（i）滑动是否以前端滑动或后端滑动开始，以及（ii）在水平表面上测量的前进和后退接触角是否与滑动开始时液滴的前后接触角相当。此外，还提出了一种新的液滴平移机制，即冷凝-蒸发循环促进液滴平移。
2020-06-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Pancake bouncing on superhydrophobic surfaces
促进液滴快速分离的工程表面对于广泛的应用（包括防冰、滴状冷凝6和自清洁）具有重要意义。在这里，我们展示了用纳米纹理装饰的亚毫米级柱晶格图案化的超疏水表面如何产生一种反直觉的弹跳机制：液滴在撞击时扩散，然后使表面呈扁平的煎饼形状而不会缩回。与传统的完全回弹相比，这允许接触时间减少四倍。我们表明，煎饼弹跳的结果从整流的毛细能量存储在穿透液体到向上运动足以解除下降。此外，横向液滴在表面上传播的时间尺度和垂直运动的时间尺度必须是可比的。特别是，通过设计具有锥形微/纳米纹理的表面，其表现为谐波弹簧，时间尺度变得与冲击速度无关，从而允许在宽范围的冲击速度上发生煎饼弹跳和快速液滴脱离。
2014-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
