view in publisher's site

Elucidating the surface geometric design of hydrophobic Australian Eucalyptus leaves: experimental and modeling studies

Three Australian native Eucalyptus species, i.e., Eucalyptus woodwardii, Eucalyptus pachyphylla and Eucalyptus dolorosa, were investigated, for the first time, with respect to the hydrophobicity of their leaves. It is well established that these leaves exhibit exceptionally high water repellency, in addition to an extraordinary ability to retain water, albeit their specific wetting mechanisms are still poorly understood. To identify the critical factors underlying this phenomenon, the surface topography of these leaves was subjected to micro-examination (SEM). Micro- and nanometer scale surface roughness was revealed, resembling that of the quintessential “lotus effect”. Surface free energy analysis was performed on two models based on the surface topographies of the study Eucalyptus species and lotus, in order to study wetting transitions on these specific microscopic surface features. The influence of surface geometrical parameters, such as edge-to-edge distance, base radius and cylindrical height, on surface free energy with different liquid penetration depths was studied with these two models. Larger energy barriers and smaller liquid-solid contact areas were more influential in the calculations for the lotus than for Eucalyptus. The information obtained from these two models may be useful for guiding the design of novel artificial surfaces in the collection and transport of micro-volume liquids.

Elucidating طراحی هندسی سطحی برگ‌های Eucalyptus استرالیایی hydrophobic: مطالعات آزمایشگاهی و مدل‌سازی

سه گونه بومی Australian، یعنی، woodwardii، Eucalyptus pachyphylla و Eucalyptus dolorosa برای اولین بار با توجه به آبگریزی برگ‌های خود مورد بررسی قرار گرفتند. به خوبی مشخص شده‌است که این برگ‌ها علاوه بر توانایی فوق‌العاده‌ای برای حفظ آب، دارای خاصیت آبگریزی بالایی هستند، هرچند مکانیسم رطوبتی خاص آن‌ها هنوز کاملا درک نشده است. برای شناسایی عوامل بحرانی در این پدیده، توپوگرافی سطح این برگ‌ها در معرض آزمایش خرد (SEM)قرار گرفت. زبری سطح مقیاس میکرو و نانومتری نیز نشان داده شد که شبیه به اثر "نیلوفر آبی" ناب است. تحلیل انرژی آزاد سطحی بر روی دو مدل براساس توپوگرافی سطحی گونه‌های Eucalyptus و lotus انجام شد تا انتقال wetting روی این خصوصیات سطحی میکروسکوپی مشخص شود. تاثیر پارامترهای هندسی سطح مانند فاصله لبه تا لبه، شعاع پایه و ارتفاع استوانه‌ای بر روی انرژی آزاد سطحی با عمق نفوذ مایع متفاوت با این دو مدل مطالعه شده‌است. موانع انرژی بزرگ‌تر و مناطق تماس مایع - جامد کوچک‌تر در محاسبات for از for بیشتر بودند. اطلاعات به‌دست‌آمده از این دو مدل می‌توانند برای هدایت طراحی سطوح مصنوعی جدید در جمع‌آوری و انتقال مایعات micro مفید باشند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.