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连发三篇!威尼斯wnsr888仿生组在国际著名期刊上发表最新研究成果

作者:  发布时间:2022-09-09  动态浏览次数:13

近日,威尼斯wnsr888表面工程团队仿生组在TOP期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》(影响因子10.383)发表论文“Coupled Bionic Drag-Reducing Surface Covered by Conical Protrusions and Elastic Layer Inspired from Pufferfish Skin”,是学院首次以第一单位在该顶级刊物上发表的高影响因子论文。仿生组青年博士冯晓明副教授为第一作者,硕士研究生范东亮为共同第一作者,导师田桂中教授为通讯作者。


受河鲀体刺和弹性皮肤的启发,提出了一种由刚性基座、圆锥状突起和柔性表层组成的仿河鲀柔性复合减阻样件(CPES)。在层流中,弹性的锥形突起结构和润湿性共同影响CPES 表面的减阻性能(7-8%),即界面产生滑移以减少粘性阻力;在湍流中,CPES 仿生表面表现出11.5-17.5%的减阻性能,其减阻机制简述如下:(i) 作为涡旋发生器的锥形突起增加了涡旋数量和尾流效应,促使低条带流体更快流动,减少粘性阻力 (ii) 锥形突起破坏并提升大尺度涡旋,从而产生许多低能量的小尺度涡旋,有效地削弱了扰动和动量交换。经过砂纸磨损和水流侵蚀测试,弹性层在铜基材上表现出高附着力和稳定性,该成果为水下减阻表面设计提供了新途径。


同期,针对自修复超疏水表面存在修复时间过长等问题,仿生组开发一种具有超快(30秒内)自修复性的超疏水表面,能够在水下环境中减小阻力。该成果“Ultrafast Self-Healing Superhydrophobic Surface for Underwater Drag Reduction”发表于TOP期刊《Langmuir》上(影响因子4.331),研究发现具有多孔结构的超疏水表面减阻率可以达到76%,特别是平均孔径为50mm的多孔结构在水下空气层实验中显示较好的稳定性,将为超疏水表面的大规模水下减阻应用带来启示。

此前,该小组已在TOP期刊《Nanoscale》(影响因子8.307)上发表题为“Recent advances in bioinspired superhydrophobic ice-proof surfaces: challenges and prospects”的综述论文。上述成果均得到了国家自然科学基金青年项目(52005227)和江苏省高校自然科学研究面上项目(20KJB410003)的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c08513

 https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.2c01566

 https://doi.org/10.1039/D2NR00964A



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