Study on the enhancing water collection efficiency of cactus- and beetle-like biomimetic structure using UV-induced controllable diffusion method and 3D printing technology.
Study on the enhancing water collection efficiency of cactus- and beetle-like biomimetic structure using UV-induced controllable diffusion method and 3D printing technology.
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利用紫外光诱导可控扩散技术和3D打印技术研究提高仙人掌和甲壳虫类仿生结构的集水效率。
DOI：
10.1039/d1ra00652e
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发表时间：
2021-04-15
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Shi J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Peng L;Chen K;Chen D;Chen J;Tang J;Xiang S;Chen W;Liu P;Zheng F;Shi J
从雾流中收集水已成为缓解水资源短缺问题的一种有前途的策略。本文采用紫外光诱导可控扩散法结合三维打印技术，制备了具有不同结构参数的甲虫状疏水-亲水特性和仙人掌状锥体阵列的仿生捕雾材料，并对其捕雾性能进行了系统研究。紫外诱导可控扩散法可以脱离光掩模，调节混合润湿性。此外，采用3D打印技术可以灵活控制结构参数，提高集水效率。研究发现，通过控制样品表面的混合润湿性和锥距以及使用带有印刷孔的基底，可以优化集水率（WCR），使WCR增加109%。
Collecting water from fog flow has emerged as a promising strategy for the relief of water shortage problems. Herein, using a UV-induced (ultraviolet light induced) controllable diffusion method combined with technology of three-dimensional (3D) printing, we fabricate biomimetic materials incorporating beetle-like hydrophobic–hydrophilic character and cactus-like cone arrays with various structure parameters, and then systematically study their fog-harvesting performance. The UV-induced controllable diffusion method can break away from the photomask to regulate the hybrid wettability. Moreover, employing 3D printing technology can flexibly control the structure parameters to improve the water collection efficiency. It is found that the water collection rate (WCR) can be optimized by controlling the hybrid wettability of the sample surface and cone distance and using substrates with printed holes, which lead to a 109% increase of WCR.
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