薛 超，卢 艳

(1. 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北武汉430081；2. 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北武汉430081)

1 引言

微流体系统通过提高液滴的移动性在化学、生物学、工程和医学领域引起了广泛的关注[1]。当液滴沉积在一定温度的物体表面，它将悬浮于自己生成的蒸汽隔层上，隔层温度高于沸点(莱顿弗罗斯特现象)。如果表面温度接近沸腾温度，液滴沸腾将消失。2006年，Linke等[2]首次报道，当具有棘轮结构的固体表面被加热到莱顿弗罗斯特温度以上时，蒸发中的液滴在棘轮倾斜方向移动。这种情况下，液体蒸气层产生，以防止液体与固体之间直接接触，从而形成超疏水状态。汽膜增强了悬浮液滴的迁移率，从而产生无摩擦运动[3]。人们对莱顿弗罗斯特点、液滴形态和蒸汽层特性进行了广泛研究[5]，Vakarelski[9]报道称，蒸汽层的稳定性对固体表面的微观特征很敏感。以往的研究大多集中在棘轮结构上，特别是其提供的液体自推进机理；Dupeux[10]揭示了棘轮的非对称齿有助于纠正悬浮物质下面蒸汽的流动方向；Alvaro等[11]观察了棘轮结构不同的高宽比对棘轮运动表现的影响；Lagubeau[12]解释了莱登弗罗斯特现象造成摩擦力变弱的原因；由于蒸发蒸汽的流动性，Baier[13]提出了一种基于粘滞阻力的带棘轮的莱登弗罗斯特面推进模型；Feng[14]发现，设计棘轮表面润湿性以获取低温自行式液滴；Ramachandran[15]应用棘轮模式将莱登弗罗斯特液滴推进到人造血管，以减少血瘀。……