DOI:10.1021/acs.langmuir.0c02228

利用高速摄影机对水滴撞击超疏水圆柱形玻璃进行了实验研究。通过静电纺丝技术结合硅烷处理制备了超疏水圆柱表面。分别在3.5-16和27-161范围内研究了圆柱形玻璃直径比和韦伯数对撞击后状态、接触时间、最大铺展因子和飞溅阈值的影响。将实验结果与超疏水平板玻璃和无覆盖物的亲水性圆柱形玻璃上的撞击液滴进行了比较。在亲水性和超疏水性圆柱形玻璃上观察到三种状态，包括涂覆、飞溅和飞溅回弹。结果表明，在圆柱表面上的接触时间比在平板表面上缩短了50％。此外，在高直径比的超疏水圆柱形和平坦表面上，飞溅态始于临界韦伯数=134时，而当直径比低于D*<4时，该状态则发生得较早。

图1.样品表面形态：（a）热处理前，样品上的PVAc-TiO2纳米纤维；（b）热处理后，硅烷化后超疏水（158°CA）样品上的TiO2纳米颗粒。

图2.液滴装置的示意图。

图3.We-D*的示意图，水滴在超疏水圆柱表面上的撞击方式。

图4.回弹后超疏水圆柱表面上的液滴变形：（a）D*=3.5，We=54，回弹后有两个次级液滴；（b）D*=5.5，We=107，回弹后有两个次级液滴；（c）D*=3.5，We=81，回弹后有四个次级液滴。

图5.液滴撞击圆柱形玻璃的结果（D*=3.5）。（a）涂覆：亲水性圆柱形样品，We=27。（b）回弹：超疏水圆柱形样品，We=27。（c）涂覆：亲水性样品，We=161。（d）飞溅回弹：超疏水圆柱形样品，We=161。

图6.回弹后的液滴形状。（a）超疏水平坦表面，We=54，沃辛顿喷射。（b）超疏水圆柱表面，D*=11，We=54，类似于平坦表面。

图7.在不同的韦伯数下，直径比对归一化接触时间的影响。

图8.在不同的We下，沿方位角方向的铺展时间（t1）和回缩时间（t2）随直径比变化。

图9.在We=27时，液滴在亲水和超疏水圆柱（D*=3.5）表面以及亲水和超疏水平坦表面上散布的时间演变。

图10.在不同的直径比下，在平坦和圆柱表面上，方位角方向上的最大铺展直径因子与We值的关系：（a）亲水性样品，（b）超疏水性样品。a中的虚线是Clanet等人提出的模型；b中的虚线是在飞溅回弹阈值之后的最大铺展直径因子。

图11.We=134，D*=3.5、5.5、8和11时超疏水圆柱表面上的飞溅阈值。