据外媒报道，莱斯大学（Rice University）和爱丁堡大学（the University of Edinburgh）的研究团队开发了一种创新、可扩展的方法，用于创建形貌图案化（topography-patterned）铝表面，以增强液体传输性能，这对电子设备冷却、自清洁技术和防冰系统应用十分重要。该研究展示了如何利用经济高效的乙烯基掩蔽（vinyl masking）技术来产生具有高分辨率润湿性对比度（wettability contrast）的表面，有助于改进相变传热应用。
（图片来源：莱斯大学）
这种创新技术利用刀片切割乙烯基掩蔽材料和市售漆树脂，结合可扩展物理和化学表面处理，以创建图案化铝表面。这些表面表现出明显的润湿性对比度，可以明显改善冷凝过程中的液滴脱落。这些图案的特征尺寸小至1.5毫米，可根据处理方式提供一系列润湿性行为，从超疏水到亲水。
莱斯大学机械工程学助理教授Daniel J. Preston表示：“这种方法代表了定制表面工程的重要一步。通过精确控制表面润湿性和热性能，我们将为可扩展制造先进传热表面打开新的大门。”
（图片来源：莱斯大学）
该研究采用多步骤方法来开发和分析图案化铝表面。首先将乙烯基掩模（Vinyl masks）应用于抛光铝基板，然后进行两步蚀刻工艺，以创建微纹理和纳米纹理区域。然后，该团队使用先进的成像技术来表征这些图案的分辨率和润湿性。通过冷凝可视化实验进行的性能评估表明，与均质表面相比，图案化表面上的液滴脱落增强。此外，使用红外热成像的热发射率映射揭示，光滑区域和纹理区域之间的发射率存在明显差异，从而突显这些表面在先进热管理应用方面的潜力。
莱斯大学机械工程学助理教授Geoff Wehmeyer表示：“铝具有高导电性、低密度和低成本，因此广泛用于热交换器等热管理设备。这种方法通过集成具有成本效益和可扩展性的表面图案，为其功能增加新的维度，从而使工程师能够微调冷凝传热。这项工作汇集了爱丁堡大学和莱斯大学的专业知识，以开发和表征这些先进的表面。”
（图片来源：莱斯大学）
这些发现对那些依赖于在日常技术中应用的相变传热的行业具有重要意义。在电子设备冷却方面，增强液滴脱落可以减少与冷凝期间大液滴相关的热阻，这可以为数据中心服务器或其他依赖有效散热来防止过热的电子设备提供新的冷却策略。定制热发射率模式可以优化高温环境中的散热，从而使汽车发动机和航空航天部件等系统受益。此外，超疏水区域可以加速除水，防止关键表面（飞机机翼、风力涡轮机和电线等）在冰冻条件下形成冰。对于人们每天使用和依赖的技术，这些进展提供了实用的解决方案，以提高其性能和可靠性。
Preston表示：“类似光刻这样的传统方法通常昂贵，而且仅限于小区域。这种技术使用负担得起的易用材料，可以在更大的表面上创建复杂的图案，这使其适合工业应用，并成为设计下一代冷凝器和热交换器的有前景技术。”