2010年8月29日 星期日

表面處理與濺水花 ! Nano-coating makes for an awesome splash

一般處理大的物體的在水面下的流體力學問題的時候, 都是假設不滑動的邊界條件, 也因為這樣親水跟疏水性的表面其實差異不大. 因為實際量到的邊界滑動層都是在奈米等級, 對巨觀物體的流體效應幾乎沒有影響. 但是, 在其他方面可不一定是這樣! 這兩個影片展示出當掉下的玻璃球進入水面的時候, 不同的表面處理會有多大的差異. 第一個影片的玻璃球經過清洗後有乾淨表面, 在入水的時後非常平順, 只激起小水花. 第二個影片的玻璃球有做表面疏水處理, 在入水的時候就濺起了大水花. 雖然是一樣外型的物體卻有著截然不同的反應. 這樣的表面知識會對設計一些液氣介面運行元件, 或是泳衣設計上提供更正確的設計方向.



相關學術文獻

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scimage 提到...

http://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E7%96%8F%E6%B0%B4%E6%80%A7
在化學裡,疏水性指的是一個分子(疏水物)與水互相排斥的物理性質。

疏水性分子偏向於非極性,並因此較會溶解在中性和非極性溶液(如有機溶劑)。疏水性分子在水裡通常會聚成一團,而水在疏水性溶液的表面時則會形成一個很大的接觸角而成水滴狀。

舉例來說,疏水性分子包含有烷烴、油、脂肪和多數含有油脂的物質。

疏水性通常也可以稱為親脂性,但這兩個詞並不全然是同義的。即使大多數的疏水物通常也是親脂性的,但還是有例外,如矽橡膠和碳氟化合物(Fluorocarbon)。

許多在自然界中找到的超疏水性物質都遵循Cassie定律,而它在次微米尺度下可以和空氣組成雙相物質。蓮花效應便是基於此一原理而形成的。仿生學上,超疏水性物質的例子有利用納米科技中的nanopin膠片(nanopin film)。

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