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利用超疏水“泵”获得“反重力”水

水往低处流是自然界中一个司空见惯的现象。究其本质,是重力势能转化为其他形式的能量。如果想将水运送到高处,通常需要耗费人力和物力以克服地心引力的作用。

最近,北京航空航天大学研究人员研发出了一种奇特装置。通过这种装置,人们可以在不借助外界驱动力的情况下,使水缓缓向上运送。

这一装置的关键设计是将一个通过碱腐蚀和疏水化处理的铜网置于管口下方,将管口上方注入一定量的水。这种经过处理过的铜网具有超疏水特性,置于其上的水不会自动流下。当在超疏水铜网下方再施加小水滴时,小水滴与网上方水层融合后会释放其表明能用以推动小水滴的向上运动,间接实现了水自发的向上输送,最终从U形管更高一侧的出口端流出。

这一近乎魔术般的表演,源于水的表面张力。当水滴与铜网相接触时,表面张力被释放,水滴不再保持球形。这一变化会释放出一定能量,从而克服引力作用而使液面逐渐升高。虽然依靠这种机理,目前只能使水面上升约1厘米的距离,但仍是一项非常有创意的反重力输水展示,并且在微流控芯片和微检测器等器件领域具有重要的应用价值。

该研究成果最近发表于Advanced Functional Materials, 并成为6月访问量最高的一篇论文。

Superhydrophobic “Pump”: Continuous and Spontaneous Antigravity Water Delivery

Moyuan Cao, Kan Li, Zhichao Dong, Cunming Yu, Shuai Yang, Cheng Song, Kesong Liu,* and Lei Jiang

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