沙特阿卜杜拉国王科技大学研究团队揭示疏水表面带电效应新机制
2026-04-07 09:21
来源:阿卜杜拉国王科技大学
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沙特阿卜杜拉国王科技大学的研究团队在疏水表面带电效应方面取得新发现。该研究发表于《朗缪尔》杂志,揭示了水与疏水表面接触时产生电荷的具体机制。

研究负责人、博士生徐银峰指出,这种现象并非实验室中的罕见现象,而是广泛存在于露水、雨滴等环境过程以及工业喷雾和微流控系统中。团队通过将水吸入疏水表面处理的毛细管,再滴入法拉第杯进行测量,发现液滴可携带正电或负电,具体取决于表面涂层类型。

实验表明,液体吸收速率对电荷影响较小,而液滴从疏水表面脱离的速度越快,产生的电荷越多。每个循环中,液滴释放阶段是主要充电时刻,这与通常认为的“初次接触即充电”的直觉相反。

研究还发现,疏水表面具有记忆效应。徐银峰解释:“界面并非在每个液滴释放后简单地恢复到中性状态,它会‘记住’最近的状态,而这种记忆会影响后续循环中电荷的转移方式。”这一发现有助于解释此前科学界相互矛盾的观察结果。

该成果对微流控装置等精密液体处理系统具有应用价值。徐银峰表示:“通过阐明电荷产生的时间和方式,我们的发现有助于提高微流控装置的可靠性和可重复性。”团队下一步计划开发理论模型,预测水在疏水表面运动时产生的电荷量。

出版详情:作者:Yinfeng Xu等人,标题:《分离而非接触:润湿-去润湿循环过程中水-疏水界面处的起电现象》,发表于:Langmuir (2026)。期刊信息:朗缪尔

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