Exploring the water capture efficiency of covalently attached liquid-like surfaces

材料科学 接触角 露水 冷凝 聚二甲基硅氧烷 化学工程 过冷 复合材料 化学 有机化学 热力学 物理 工程类 沸腾
作者
Anthony Katselas,Isaac J. Gresham,Andrew Nelson,Chiara Neto
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:158 (21) 被引量:4
标识
DOI:10.1063/5.0146847
摘要

The capture of moisture from the atmosphere through condensation has the potential to provide a sustainable source of water. Here, we investigate the condensation of humid air at low subcooling condition (11 °C), similar to conditions for natural dew capture, and explore how water contact angle and contact angle hysteresis affect the rates of water capture. We compare water collection on three families of surfaces: (i) hydrophilic (polyethylene oxide, MPEO) and hydrophobic (polydimethylsiloxane, PDMS) molecularly thin coatings grafted on smooth silicon wafers, which produce slippery covalently attached liquid surfaces (SCALSs), with low contact angle hysteresis (CAH = 6°); (ii) the same coatings grafted on rougher glass, with high CAH (20°-25°); (iii) hydrophilic polymer surfaces [poly(N-vinylpyrrolidone), PNVP] with high CAH (30°). Upon exposure to water, the MPEO SCALS swell, which likely further increases their droplet shedding ability. MPEO and PDMS coatings collect similar volume of water (around 5 l m-2 day-1), both when they are SCALS and non-slippery. Both MPEO and PDMS layers collect about 20% more water than PNVP surfaces. We present a basic model showing that, under low heat flux conditions, on all MPEO and PDMS layers, the droplets are so small (600-2000 µm) that there is no/low heat conduction resistance across the droplets, irrespective of the exact value of contact angle and CAH. As the time to first droplet departure is much faster on MPEO SCALS (28 min) than on PDMS SCALS (90 min), slippery hydrophilic surfaces are preferable in dew collection applications where the collection time frame is limited.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
香蕉觅云应助沙雕荷包蛋采纳,获得10
1秒前
小熊饼干发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
4秒前
今后应助xin采纳,获得10
5秒前
7秒前
淡然灯泡发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
SJW--666完成签到,获得积分0
17秒前
D_Daying发布了新的文献求助10
18秒前
cuihao完成签到,获得积分10
20秒前
顺心醉蝶完成签到 ,获得积分10
25秒前
pluto应助LLL采纳,获得10
26秒前
FashionBoy应助小王要努力采纳,获得10
34秒前
顺利的战斗机完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
blue完成签到 ,获得积分10
38秒前
mm完成签到 ,获得积分10
40秒前
Hammerdai完成签到,获得积分10
40秒前
海侠子发布了新的文献求助10
42秒前
52秒前
炎星语完成签到,获得积分10
54秒前
香菜应助山水之乐采纳,获得10
57秒前
zoeydonut发布了新的文献求助30
57秒前
科研通AI5应助zcc111采纳,获得10
58秒前
58秒前
1分钟前
zj-3333333完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
hanhan完成签到,获得积分10
1分钟前
无私的大白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
山水之乐完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
simendl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Reese321完成签到 ,获得积分10
1分钟前
跳不起来的大神完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高源伯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Malmever发布了新的文献求助10
1分钟前
深情安青应助Malmever采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3776440
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3321862
关于积分的说明 10208102
捐赠科研通 3037186
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666565
邀请新用户注册赠送积分活动 797579
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757872