近日，能動學院師生在納米科學領域國際頂級期刊Nano Letters上發表了題為Highly Efficient Jumping-Droplet Condensation via Full Lifecycle Droplet Rectifications的最新研究論文。能動學院教師高山為論文第一作者，江蘇大學為第一完成單位，論文還包括清華大學和華中科技大學等聯合完成單位。
液滴彈跳冷凝技術在能量收集、霧水收集及熱管理領域極具潛力，但其實際應用因能量轉換效率低和穩定性不足而嚴重受限。對此，該研究基于多重仿生原理設計了一種楔形壁-菱形晶格結構(WRLS)表面，該表面通過對冷凝液滴施加全生命周期的持續性調控，獲得了高穩高效的彈跳冷凝模式。WRLS表面的多維整流效應促進了納米級冷凝液滴的脫離，因此實現了無外部能量輸入的冷凝表面自我刷新，進而大幅提升了長期冷凝過程的傳熱效率，對應傳熱系數提升至3倍以上，高達329.6 kW/(㎡·K)。分子動力學模擬驗證了該策略的可行性，揭示了液滴動力學行為的調控機制，為表面優化設計提供了理論指導。該研究將為液滴彈跳冷凝的高效長期運行開辟新途徑。
研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金和中國博士后科學基金等項目的資助。（能源與動力工程學院）
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c01994
