台湾大学与中兴大学联合研究团队在冷凝传热领域取得重要进展，成功开发出一种具有三维混合结构的创新冷凝表面。这项技术突破性地解决了高过冷度条件下冷凝效率下降的行业难题，相关研究成果近期发表在材料科学领域知名期刊《小型结构》上。
研究团队由台湾大学机械工程系陆明昌教授领衔，联合中兴大学材料科学专家组成跨学科研究小组。经过两年多的实验探索，团队设计出这种结合疏水纳米线和亲水微通道的特殊表面结构。陆明昌教授表示："传统冷凝表面在高过冷度下会出现水膜积聚问题，我们的设计通过表面结构的精确调控，实现了冷凝水滴的高效疏导。"
技术原理方面，该三维混合表面采用独特的微纳复合结构：
表面覆盖短疏水纳米线阵列，促进滴状冷凝形成
嵌入精心设计的亲水微通道网络，实现有序排水
通过结构参数优化，平衡滴状与膜状冷凝的优势
实验数据显示，最优化的N100表面(微通道宽度100微米)在16K过冷度条件下，传热系数达到38.3kW/m²·K，较传统亲水表面提升216%。更值得注意的是，该表面在10-20K的宽泛过冷度范围内都能保持稳定的高性能表现。
研究团队进一步阐释了其工作机制："疏水纳米线促进小液滴快速成核生长，而亲水微通道则确保大液滴及时排出。这种协同效应避免了水膜积聚导致的传热恶化。"高速摄像观察证实，冷凝液滴能在0.1秒内沿微通道滑离表面。
这项技术的潜在应用价值显著，可望在多个领域带来能效提升：
工业热交换器：提高冷凝效率，降低能耗
空调系统：增强换热性能，减小设备体积
海水淡化装置：提升淡水产出率
电子设备冷却：解决高功率芯片散热问题
台湾科技部已将该研究列为重点支持项目，预计未来两年内可完成中试。研究团队目前正与岛内多家制造业企业展开合作洽谈，推动这项创新技术的产业化应用。陆明昌教授透露："我们正在开发适用于不同材质的表面处理工艺，以降低生产成本，提高技术普适性。"
这项突破不仅提供了实用的工程解决方案，也为表面传热的基础研究开辟了新方向。研究团队计划进一步探索微纳结构对相变传热的调控机制，为开发下一代高效传热表面奠定理论基础。
更多信息： Ching‐Wen Lo 等人，《三维混合表面及小型结构上的持续冷凝效率》 (2024)。
