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微结构表面对运动微生物附着影响*

2021-01-19杨红月李春曦王松岭李恒凡

沈阳工业大学学报 2021年1期

杨红月,李春曦,王松岭,李恒凡

(华北电力大学 动力工程系,河北 保定 071000)

防污技术研究关系到能源产业、海洋开发等领域,电网电厂设备维护、新能源开发利用[1-2]等均以防污研究为基础.除各类涂层的研究制备外,微结构表面防污技术也是当前的研究热点.海水冷却电厂的循环冷却系统往往因为生物污损产生严重堵塞,需要耗费大量人力物力进行除污,因此能源行业防污技术研究具有非常重要的意义[3].

Rajab等[4-5]发现细菌更倾向于附着在微结构的凹槽中,他认为细菌会由自身重力作用沉降在表面结构底部,且底部会提供较大的接触面积,凹槽侧壁面会保护细菌免受水流影响,不易于脱附.Shaikh[6]使用飞秒激光进行表面改性后增加了粗糙度和湿润性,实验结果表明,其表面具有抗菌与降低生物膜形成的效果.武汉理工大学白秀琴等[7-9]将镜蛤壳体的微观结构简化为棱纹表面,并根据螃蟹表面100 μm左右的凸起及凸起顶端更细微的结构,设计了6种不同大小间距的圆柱状凸起.实验结果表明,经过简化设计的仿生表面均有防污减阻的效果,间距为4和7 μm的微结构防污效果最优[10].Wang等[11]对贝壳、海星等表面进行了研究,发现这些生物表面分布着几微米至几十微米的沟槽或凸起,实验结果表明,相比光滑表面,仿海星微结构的表面具有较好的防污性能.Won[12]对不同尺寸的棱形条纹图案进行了数值模拟,比较不同雷诺数下颗粒在棱镜结构中沉积情况.Jung等……

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