当液滴撞击到表面时，减少两者之间的作用时间对很多应用场景有重要意义，如特殊工业中的表面防结冰，材料防腐蚀等。目前常用的减少接触时间的方法是采用超疏水表面，可以降低表面能，促进液滴撞击的能量转化。而已有研究表明，撞击液滴在超疏水表面的接触时间存在理论极限，且此极限与撞击速度无关。随后有学者提出可以通过破坏撞击的中心对称性，通过减少液滴的回缩距离促进脱离。采用非对称性表面，或在水平表面添加宏观结构都是常用的建立非对称性液滴动力学的方法。而这两类方法的结合能否对接触时间的降低起到叠加的效果值得被深入探究。

为了研究上述问题，华北电力大学工程热物理研究中心张凌哲同学作为第一作者，陈旭同学作为第二作者，杨燕茹老师作为第三作者，王晓东教授作为通讯作者，在物理化学领域国际期刊Langmuir上发表了以液滴撞击结构组合的超疏水圆柱表面的动力学特性为主题的论文，论文题目为“Impact Dynamics of a Droplet on Superhydrophobic Cylinders Structured with a Macro Ridge”。该项工作主要研究了在超疏水表面沿轴向放置一个宏观结构后，组合表面对撞击的液滴动力学产生的影响，分析了液滴撞击的产物形态，以及不同产物模式下接触时间的演变规律。

【论文概述】

通过格子玻尔兹曼方法研究了液滴撞击超疏水组合结构圆柱表面的动力学过程，具体分析了韦伯数范围We=0.84-37.8，圆柱/液滴尺寸比R*=0.57-5.71条件下液滴在表面上的铺展特性及撞击产物。研究发现，添加的结构会对液滴质量进行重新分配，从而影响最终产物形态。当圆柱尺寸确定时，随We的增加，液滴依次呈现柱状反弹（jug rebound），跨越式反弹（stretched rebound straddling the ridge），及分裂反弹（split detachment）。液滴接触时间的演变较为复杂：当R*不超过1.71时，接触时间随We持续降低；当R*在1.71至5.14之间时，接触时间最初随We降低，而We达到10.3后，则不再变化，整体随We呈现两段式分布；一旦R*超过5.14，接触时间会在We超过30.3后出现第二个水平变化段。从整体来看，在圆柱上添加结构均会有效降低液滴的接触时间。

（液滴撞击组合结构圆柱表面产物形态及接触时间）

论文得到了国家自然科学基金（51936004）、国家自然科学基金创新研究群体科学基金（51821004）资助。