表面结构

p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " strong 材料的性能，除了取决于材料本身的组成外，其表面的成分、结构、化学状态等特性也极大程度上影响了材料的物理、化学等性能，而材料表面与内部有明显的不同，有时候，改变材料表面的结构，或许可以达到意想不到的效果。 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em margin-bottom: 10px " span style=" font-size: 20px color: rgb(255, 0, 0) " strong 因此，对材料表面结构及组成的分析就显得尤为重要。 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 表面分析科学是上世纪60年代后期发展起来的一门学科，是目前已经成为国际上最为活跃的学科之一。随着材料科学、化学化工、半导体及薄膜、能源、微电子、信息产业及环境领域等高新技术的迅猛发展，对于表面分析技术的需求日益增多。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 为积极推动表面分析科学与应用技术的快速发展，加强同行之间交流合作，展示表面分析技术最新的进展，由国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、北京理化分析测试学会表面分析专业委员会、中国分析测试协会高校分析测试分会、全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会及仪器信息网联合举办的 strong “第四届表面分析技术应用论坛——表面分析技术在新材料研究中的应用”暨“表面化学分析国家标准宣贯会”主题网络会议将于5月8日举行。 /strong /p p style=" text-align: center margin-bottom: 10px " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/" target=" _blank" img style=" width: 650px height: 142px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/63bf85a8-5dfc-45da-b1ff-74530cc5e3dc.jpg" title=" w1920h420bmfxj2020(8).jpg" width=" 650" height=" 142" border=" 0" vspace=" 0" alt=" w1920h420bmfxj2020(8).jpg" / /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em margin-bottom: 10px " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/" target=" _blank" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 点击图片 /strong /span strong style=" text-indent: 0em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 报名参会 /span /strong /a /p p style=" text-indent: 0em margin-bottom: 10px " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/" target=" _blank" strong style=" text-indent: 0em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " /span /strong /a /p p style=" text-align: center margin-bottom: 10px " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/" target=" _blank" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/c4e4cf10-de01-42d6-ad15-8111a15e6e74.jpg" title=" 报名.JPG" alt=" 报名.JPG" / /a /p p style=" text-align: center " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em margin-bottom: 10px " strong 一、主办单位 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 北京理化分析测试学会表面分析专业委员会 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 中国分析测试协会高校分析测试分会 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 仪器信息网 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em margin-bottom: 10px " strong 二、会议详情 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 1. 会议时间：2020年5月8日 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 2. 会议形式：网络在线交流 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 3. 会议日程： /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/2577a481-3f33-42ff-b5c8-1bb68e31bfe9.jpg" title=" 1.JPG" / /p p style=" text-align: center" img style=" " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/220a3916-279f-4710-a7c3-9526b9a87f34.jpg" title=" 2.JPG" / /p p style=" text-align: center margin-bottom: 10px text-indent: 0em " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/" target=" _blank" style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/421a40bb-6cac-4de9-ab76-e8707f6a75de.jpg" title=" 报名.JPG" alt=" 报名.JPG" / /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em margin-bottom: 10px " strong /strong /p p style=" text-align: center margin-bottom: 10px " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/" target=" _blank" span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 点击参会 /strong /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em margin-bottom: 10px " strong 三、参会指南 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " strong （一）报名方式： /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 1、点击“第四届表面分析技术应用论坛——表面分析技术在新材料研究中的应用”暨“表面化学分析国家标准宣贯会” 网络会议（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/）官方页面进行报名。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 2、报名开放时间为即日起至2020年5月8日。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 3、为使更多用户能够通过网络平台进行学习与交流，报名参加“第四届表面分析技术应用论坛——表面分析技术在新材料研究中的应用”暨“表面化学分析国家标准宣贯会”网络会议不收取注册及参会费用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " strong （二）参会条件： /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 1、“第四届表面分析技术应用论坛——表面分析技术在新材料研究中的应用”暨“表面化学分析国家标准宣贯会”网络会议将在仪器信息网网络会议平台上举办，报告人PPT视频和讲解将实时传送给所有参会者，参会者也可通过文字向报告人提问，报告人在报告结束后统一进行解答。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 2、参与网络会议听众需要自备一台能上网的电脑或智能手机，网络带宽超过128K。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " strong （三）参会方式： /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 1、报名参会并通过审核后，将会收到邮件通知，并在会前一天收到提醒参会的短信通知。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 2、会议当天进入“第四届表面分析技术应用论坛——表面分析技术在新材料研究中的应用”暨“表面化学分析国家标准宣贯会”网络会议（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/2020bmfx/）官方页面，点击“进入会场”，填写报名时手机号，即可登录会场参会。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em margin-bottom: 10px " strong 四、联系方式 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 会议联系人：吴先生 18640355925 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-bottom: 10px " 联系邮箱：wuyou@instrument.com.cn /p p style=" margin-bottom: 10px " & nbsp /p p style=" text-align: right margin-bottom: 10px " & nbsp /p p style=" text-align: right margin-bottom: 10px " 国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心 /p p style=" text-align: right margin-bottom: 10px " 北京理化分析测试学会表面分析专业委员会 /p p style=" text-align: right margin-bottom: 10px " 中国分析测试协会高校分析测试分会 /p p style=" text-align: right margin-bottom: 10px " 全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会 /p p style=" text-align: right margin-bottom: 10px " 仪器信息网 /p

流体可控输运广泛存在于各种自然系统和实际工程中，在微流控、冷凝换热、抗结冰和界面减阻等领域具有广阔的应用前景。自从表/界面科学润湿性基础理论建立以来，国内外学者普遍认为，液体倾向于自发向系统能量降低的方向运动，其运动方向主要取决于表面结构特征和化学组成，与液体的性质无关。然而，液体能否决定其命运，在不改变表面结构和无能量输入的前提下实现运动方向的自主选择是长期以来困扰学者们的科学难题。近日，香港城市大学王钻开教授及其合作者借鉴南洋杉叶片多重悬臂结构特征，制备了仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面，通过建立3D固/液界面交互作用，实现流体运动方向的自主选择。该研究以“3D capillary ratchet-induced liquid directional steering”为题发表在国际顶级期刊Science上。大连理工大学冯诗乐副教授和香港城市大学朱平安助理教授为该论文共同第一作者，香港城市大学王钻开教授为该论文通讯作者。图1 南洋杉叶片及其仿生表面多悬臂结构特征。A 南洋杉叶片表面双重曲率结构特征，包括横向和纵向曲率。B仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面双重悬臂结构特征，单个锯齿厚度80 μm。要点：研究者借鉴南洋杉叶片结构特征，使用PμSL 3D打印技术（nanoArch® S140，摩方精密），设计并制备了由平行排列的具有横向和纵向曲率的双重悬臂结构的锯齿阵列组成的仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面、具有对称垂直平面叶片结构的表面、具有倾斜平面叶片结构的表面和具有平行沟槽结构的表面。3D打印技术所使用树脂为丙烯酸光敏树脂，固化紫外光波长为405 nm，能量密度、曝光时间、曝光分辨率、打印层厚分别30 mW/cm²，1 s，10 μm，10 μm。叶片间距p为750 μm，列间距w为1000 μm，叶片倾斜角度为15 – 90°，纵向和横向的曲率半径R1和R2分别为~400 μm和~650 μm。图2南洋杉叶片及仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体输运性能。A酒精（红色）和水（蓝色）在南洋杉叶片上的运动行为。其中，酒精沿着锯齿结构倾斜的方向运动，而水沿着相反的方向运动。B低表面能液体和高表面能液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面运动行为。要点：研究者发现，乙醇沿着南洋杉叶片表面锯齿结构倾斜的方向运动，而水沿着反方向运动，这种通过调控液体性质来控制其输运方向的现象尚未报道。受此启发，研究者研究了不同表面张力流体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面的输运性能。研究表明，该仿生功能表面展现出和南洋杉叶片相似的流体择向性能：低表面能流体沿着锯齿结构倾斜的方向运动，而高表面能流体沿着与锯齿结构倾斜相反的方向的运动。即使在长程输运和圆形表面上，流体依然保持良好的单向输运性能。图3 仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体自主择向机理。A/B低表面能液体和高表面能液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面的铺展行为。C横向曲率结构悬臂效应力学分析模型。D流体打破结构扎钉效应的临界状态。E纵向曲率结构悬臂效应力学分析模型。F流体自主择向现象和表面结构及流体表面张力的关系。要点：研究者观察发现，液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面铺展过程中，低表面能液体固/液界面展现自下而上的铺展模式，而高表面能液体展现自上而下的铺展模式。实际上，流体沿着特定方向的自发铺展需要满足两个临界条件：第一，流体能接触到相邻的锯齿结构；第二，流体前端受到的驱动力足够克服结构的扎钉效应。3D毛细锯齿结构的亚毫米尺度双重悬臂结构特征，能够调控不同表面张力流体两个临界条件的阈值，建立3D空间上非对称固/液界面相互作用，进而选择流体的铺展模式和铺展方向，实现液体运动方向的有效控制。这是仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体自主择向的本质。该论文合作者包括香港城市大学机械工程系郑焕玺、李加乾，大连理工大学机械工程学院詹海洋、陈琛、刘亚华教授，香港城市大学生物医学科学系姚希副教授和香港大学机械工程系王立秋教授。论文链接: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg7552

液滴的自发定向输运在芯片实验室、能源电力系统、油气输运、水收集和除湿等领域具有广泛的应用前景，其主要取决于表面形貌结构和化学组成的非对称性，具体表现为浸润性梯度、各向异性结构和曲率梯度等。液滴输运的速度和距离是判定输运效率的有效指标。合理的设计并制备表面结构是实现快速、长程的液滴自发定向输运的有效方法。然而，传统的加工技术加工精度较低、加工结构单一，很难满足结构性能要求。近日，大连理工大学冯诗乐副教授，受松针表面多级非对称结构启发，使用深圳摩方材料科技有限公司PμSL 3D打印技术（nanoArch® S140），制备了仿松针多级非对称结构表面，实现了快速、长程的液滴自发定向输运。该研究以“Tip-inducedflipping of droplets on Janus pillars: from local reconfiguration to globaltransport”为题发表在国际顶级期刊《ScienceAdvances》上，为液滴的定向输运领域的发展提供了新的思路。论文第一作者为大连理工大学冯诗乐副教授，通讯作者为香港城市大学王钻开教授和巴黎高等物理化工学院David Quéré教授。图1 松针和仿松针多级非对称结构表面的形貌结构特征图2 仿松针多级非对称结构表面的形貌结构参数调控要点：研究者借鉴松针表面结构特征，设计并制备包括第一级的倾斜阵列结构、第二级的高度梯度结构和第三级的平面/曲面组合的半锥形结构的仿松针多级非对称结构表面。上述表面（图1）由nanoArch S140微尺度3D打印设备加工，使用材料为HTL耐高温树脂，打印层厚为10微米。阵列间距为300微米，尖锥倾斜角度β为70°，高度梯度α为20°，尖锥顶端大小为10-20微米。在打印过程中，通过精密刮刀刮除细小的气泡，来保障加工质量。同时，研究者还设计了仅包含倾斜阵列结构和半锥形结构的对照样品，与仅包含倾斜阵列结构和高度梯度结构的对照样品。通过nanoArch S140微尺度3D打印技术，实现了包括倾斜、高度梯度及平/曲面组合的复杂三维结构表面参数的精确调控及大规模制备（图2）。图3 仿松针多级非对称结构表面微液滴自发定向输运图4 仿松针多级非对称结构尖端效应要点：在凝结过程中，液滴先随机在表面凝结，然后向尖端汇聚，然后尖端液滴会在合并过程中重新配置，并从半锥形结构的平面旋转到曲面位置，随后合并的液滴会沿着高度增加的方向运动，进而实现从微观到宏观的多尺度液滴的定向输运，其液滴定向输运的速度可以达到10 cm/s。研究者发现液滴在合并过程中重新配置是非对称结构诱导的尖端效应导致的，并通过建立能量变化模型证明，当液滴尺寸大于结构尺寸时，液滴坐落于平面的系统能量大于坐落于曲面上的系统能量，从而揭示了液滴从平面向曲面运动的机理。研究者发现毫米级的液滴在合并过程中依然会从平面运动到弧面上，证明非对称结构诱导的尖端效应普遍适用于各种尺度的液滴。论文链接: https://advances.sciencemag.org/content/6/28/eabb4540/官网：https://www.bmftec.cn/links/10