液滴撞击固体表面的现象在各种应用中无处不在，如喷墨打印、喷雾冷却、防腐蚀、防除冰和自清洁等。而液滴在超疏水表面会经历铺展、回缩，直到完全反弹。这个过程非常复杂，因为它受到液滴自身惯性力、粘性力和表面的毛细力等多种力的作用。而液滴和表面的接触时间，代表了液滴和表面之间的能量、动量甚至质量交换程度，因此变得尤为重要。经典的接触时间的标度关系研究了单液滴在超疏水表面接触时间，而王欣等的工作给出了双液滴与表面的接触时间的关系，并定义了CCR\PCR\NCR三种模式。但是在实际生活和工业应用过程中，多液滴撞击表面的现象更容易发生，多液滴同时撞击表面的动力学行为和单液滴、双液滴条件有多大的差异需要进一步的研究。

基于上述问题，华北电力大学工程热物理研究中心高淑蓉老师作为第一作者，王晓东教授和李笃中教授作为通讯作者，在化学领域的top期刊Langmuir上发表了多液滴同时撞击超疏水表面反弹动力学研究的论文，论文题目为“Rebound Behaviors of Multiple Droplets Simultaneously Impacting a Superhydrophobic Surface”。 该项工作主要研究了多液滴同时撞击超疏水表面时，液滴中心距对于固液接触时间的影响。根据液滴中心距的不同和接触时间的差异，文章划分了边缘优势区域、中心优势区域和无优势区域等三个区域，发现了当液滴数大于等于三个时，接触时间不随液滴数改变的规律。

【论文概述】

通过格子波尔兹曼方法（LBM）模拟研究了多个液滴同时冲击超疏水表面的反弹行为，确定了三个反弹区域，即边缘优势区域、中心优势区域和独立反弹的区域。回弹区域的出现在很大程度上取决于液滴间距以及相关的Weber和Reynolds多液滴影响。提出了三种新的回弹形态，即针状形态、向下的梳状形态和向上的梳状形态。并发现在液滴数大于等于三时，接触时间不会随着液滴数目的增加而有所改变。

（模拟设置图）

（不同区域液滴的反弹形态）

（多液滴接触时间随中心距的变化关系）

论文得到了国家自然科学基金 (No.52006068)、国家自然科学基金重点项目(No.51936004)、北京自然科学基金(No.3212025)、中央高校基础研究经费(No.2020MS063)资助。

撰稿人：金佳鑫