博体育app

  • <tr id='mhsv'><strong id='od3z'></strong><small id='yhmXdyg'></small><button id='G0OG9'></button><li id='e7J3'><noscript id='NrAyybq'><big id='3Alf'></big><dt id='uY9NQ'></dt></noscript></li></tr><ol id='l1x2wk'><option id='M2vIN'><table id='7KVGoMK'><blockquote id='tmH8kX'><tbody id='F2Woa'></tbody></blockquote></table></option></ol><u id='K64PgoX'></u><kbd id='83RuI'><kbd id='ixnzR'></kbd></kbd>

    <code id='eEu9vDf'><strong id='7pgqj'></strong></code>

    <fieldset id='qgxGe3'></fieldset>
          <span id='lEz1sLO'></span>

              <ins id='gtcKoK'></ins>
              <acronym id='1On2'><em id='Gug3D0'></em><td id='ZsqWS'><div id='5oiP3'></div></td></acronym><address id='qx6kaB'><big id='kt78qWv'><big id='PCa38'></big><legend id='4Qy9'></legend></big></address>

              <i id='oLNJl'><div id='Flop84'><ins id='pkPJP'></ins></div></i>
              <i id='JSaRg'></i>
            1. <dl id='0Thq'></dl>
              1. <blockquote id='QV5w'><q id='lRJnhoJ'><noscript id='SsFmAG'></noscript><dt id='8NYX'></dt></q></blockquote><noframes id='MgHys3'><i id='L07CZ'></i>

                博体育app

                博体育app

                2020-02-28

                附著在水下固體表面微結構上的液氣界面具有減小流動阻力、防止化學腐蝕、防止生物粘附等諸多優良特性,在水下航行體、管道流體運輸、化工等領域具有重要的應用前景。在自然界中,很多水生動植物通過在其表面微結構上附著液氣界面,維持水下呼吸和光合等生命過程的進行。“師法自然”,通過研究水生生物表面微結構與液氣界面的相互作用機理,仿生設計和制造出水下穩定的固液氣界面具有重要的科學意義和工程價值。

                工學院段慧玲教授課題組通過研究具有極強環境適應能力的水生蕨類植物——槐葉萍(圖1a),發現其表面特殊微結構具有極強的穩定液氣界面能力(圖1b);通過仿生學原理與穩定性分析,揭示了槐葉萍表面微結構的設計原則(圖1c)與其表面氣層穩定性的力學機制(圖1d);通過3D打印技術,制造了人工仿生槐葉萍表面(圖1e),完全實現了天然槐葉萍的穩定液氣界面的功能(圖1f)。該研究成果于2月4日以封面文章形式刊登在《美國科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)上(圖2),題為“Superrepellency of underwater hierarchical structures on Salvinia leaf”(https://www.pnas.org/content/117/5/2282?iss=5)。


                圖 1. (a), (b) 天然槐葉萍與槐葉萍表面附著的液氣界面,(c), (d) 天然槐葉萍表面微觀結構與液氣界面穩定性機理,(e), (f) 仿生制造槐葉萍表面微觀結構與液氣界面

                水下固液氣界面在大壓強、高流速,以及氣體擴散等因素的影響下,易發生失穩甚至消失,這嚴重影響了水下生物的生存條件以及固液氣界面的工程應用。研究水下固液氣界面穩定性機制,研制穩定性高的水下固液氣界面材料和結構是該領域最重要的基礎研究課題之一。 段慧玲教授課題組通過研究槐葉萍表面的微結構及其水下固液氣界面力學特性,發現了一種新的水下固液氣界面穩定性機理,這歸因于其特殊的表面微結構(圖1c)。繼而,基于仿生學原理及力學設計理論,利用3D打印技術制造了人工仿生槐葉萍表面(圖1e),為固液氣界面設計制造提供了新的設計準則和研究方法。本研究對固液氣界面在水下,尤其是大水深、高壓強等極端環境下的應用提供了新的設計思路。


                圖 2. 《美國科學院院刊》2020年第5期封面 (https://www.pnas.org/content/117/5.cover-expansion)

                段慧玲教授課題組過去多年一直致力于水下固液氣界面力學研究,並取得了一系列成果 (Extreme Mech. Lett. 27, 34, 2019; Phys. Rev. Lett. 119, 134501, 2017; Phys. Fluids 29, 032001, 2017; Phys. Rev. Lett. 112, 196101, 2014.)。此外,在國際應用力學權威綜述期刊應邀發表綜述論文(Appl. Mech. Rev. 68, 030803, 2016),並獲得美國機械工程師協會The Lloyd Hamilton Donnell Applied Mechanics Reviews Paper Award (2016)。

                段慧玲教授課題組相耀磊博士為本論文第一作者,段慧玲教授為本文通訊作者。本研究工作得到了國家自然科學基金的支持。

                 
                博体育 买球的app 博体育app 850游戏 竞彩app
                博体育app | 下一页