仿生表面含湿空气凝结析水机理探讨

采用制冷结露法进行空气取水是解决淡水匮乏的有效方法之一，研发高效凝水器是提高取水率的关键。纳米比亚沙漠的Stenocara甲虫背部由疏水底面和一些亲水突起组成，含湿空气可在其背部形成珠状冷凝，且凝水率很高，但对它的凝水机理却未见报道。由于珠状冷凝的复杂性，其机理及工业应用的研究尚无决定性突破，一直受到广泛关注。本项目将珠状冷凝形成与甲虫背部特征联系起来，研究含湿空气在仿生表面形成珠状冷凝的机理，并建立数学模型，通过实验和数值方法，分析凝水器表面特性对凝水率的影响，进而优化寻求适于不同环境且具有高凝水率的仿生表面。本项目的工作可为珠状冷凝的研究提供新思路，也可为仿生表面应用在空气取水、除湿、空调等系统中提供新契机，具有重要理论意义和应用价值。