排灌机械工程学报

作者：张西良, 胡帅, 毛天宇, 徐云峰

单位：1. 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013;2. 南通理工学院机械工程学院, 江苏 南通 226002;3. 利欧集团股份有限公司, 浙江 温岭 317500

关键词：仿生表面,水雾收集,磁控溅射,化学刻蚀,集水性能

基金：国家自然科学基金资助项目(52479041)

针对现有仿生集水方法成本高与环境适应性差等问题,受沙漠甲虫背部亲水/疏水复合微结构启发,研制了一种具有超亲水/超疏水复合微结构的集水仿生表面及其低成本制备方法.该方法通过涂覆改性SiO2层、掩模磁控溅射Ti膜、化学刻蚀转化Ti膜为TiO2阵列等步骤,在玻璃基底上形成超亲水/超疏水复合微结构表面.该表面借助超亲水性TiO2阵列捕获雾滴,同时通过阵列周围超疏水性SiO2涂层通道加速所捕获液滴脱落,提升集水速率.试验研究表明,随着掩膜板目数的增加,集水速率显著提升,当掩膜目数达到500时,集水速率可达3.455 g/(cm2·h);表面在酸性环境下易被腐蚀,导致集水性能下降,在碱性环境中,表面具有较好的耐碱性,可保持良好的集水效果.该方法成本较低、环境适应性强,为集水仿生表面应用推广提供了理论基础和试验依据.

来源：2026年第2期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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