图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speech流固界面微观调控机理及功能化设计

编号：336 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-24 09:19:37 浏览：98次收藏取消收藏

2024-05-12 14:15

15min

[P] 第十四届全国青年表面工程学术会议 [F2B] 第二分论坛下午场

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摘要

受人口增长、环境污染和气候变化的影响，淡水资源匮乏已成为人类当代面临的最大挑战之一。海水淡化、雾气收集和油水分离作为环境友好型获取淡水资源的重要方式，已备受国内外学者的关注。然而，膜法海水淡化长期受到离子选择性和水渗透性的相互制约，液滴在梯度功能表面上的长距离连续自驱动是雾水收集的关键难点，油水分离作为从污水中获取水的重要途径仍难以实现油滴吸附-收集一体化和功能表面再利用。因此，在海水淡化领域，本文提出了时间维度离子选择性新理论，创新性利用带有大孔（直径2-4 nm）的旋转多孔石墨烯薄膜实施反渗透滤盐，实现了高离子截留率和超高水渗透率，比已有的新型商业滤盐反渗透膜高2-3个数量级，突破了离子反渗透膜选择性和渗透性的权衡。在水收集方面，提出了Young-Laplace压差驱动和微通道诱导吮吸的液滴输运双模式，制备了横向梯度微凹槽和环向微通道的新型纵横织构锥体，实现了液滴超快速定向自输运，自运输速度比具有单一曲率梯度仿生结构快1-4个数量级。在油水分离方面，制备了超疏水-超亲油微椎阵列表面，实现了水下微油滴的快速吸附与收集，阐明了水下微阵列表面油滴快速自输运和收集机理，揭示了油滴体积力和表面力耦合效应对液滴自输运效率的影响规律。相关研究结果为解决淡水资源的绿色收集提供了重要理论基础和技术支持。