第十五届全国表面工程大会

低的固-液界面阻力对很多工程领域至关重要。针对固-液界面的流动减阻问题，提出了采用仿生复合表面织构降低流动阻力的方法。仿生水稻叶表面和鲨鱼肋条设计了肋条与微凸起相结合的仿生复合表面织构，采用等离子深硅刻蚀法在硅片表面加工制造了复合微纳表面织构，并与PDMS等离子键合得到带表面织构的矩形通道，实验研究了水、液体石蜡、甘油在带仿生复合表面织构的矩形通道内流动减阻行为。利用计算流体动力学方法对设计的带有仿生复合表面织构的微通道流动减阻行为进行数值模拟，研究了不同流速及不同织构参数下仿生复合表面织构的减阻行为。研究结果表明，仿生复合微纳表面织构对三种流体均具有减阻效果，其中高速水流的最大减阻率为25.2%，低速液体石蜡油和甘油的最大减阻率分别为2.07%和22.5%。仿真模拟结果也显示仿生复合表面织构具有减阻效果，层流最高减阻率10.06%。仿生复合微纳织构表面亲油困油，表面形成的润滑油膜是实现石蜡油流减阻的机理，而仿生微纳织构表面疏水疏甘油困气，表面存在部分气体层是实现水流和甘油流动减阻的机理。

固-液界面；仿生复合表面织构；减阻；减阻机理