近年来，功能性表面，作为操控液滴运动的被动方法，以其节约能源、易于制备的优点，在自清洁、水管理、微流控、防污染等工程应用中具有重要的研究前景。目前已有研究者通过设计特定的功能性表面，实现了操控液滴进行定向移动、定向铺展、定向合并、旋转等运动。此外，操控液滴定向反弹，也是近年来备受关注的热点问题。目前已有的柱状阵列微结构梯度表面和化学非均匀表面虽然能够在一定程度上实现撞击液滴定向反弹，但是仍存在着许多不足，因此急需设计特定的功能性表面，更进一步探究精确操控液滴定向反弹的方法和内在机理。

基于上述问题，华北电力大学工程热物理研究中心焦丽丽同学作为第一作者，王欣同学作为第二作者，易孟超同学作为第三作者，高淑蓉老师作为第四作者，王晓东教授作为通讯作者，在技术科学学术性刊物《工程热物理学报》上发表题目为“液滴撞击楔形化学非均匀表面的定向反弹”的论文。

【论文概述】

论文采用格子波尔兹曼方法，设计了具有楔形形状润湿性梯度的化学非均匀表面，研究化学非均匀表面上的楔形顶角和润湿性梯度对撞击液滴的动力学行为的影响，并对液滴撞击楔形化学非均匀表面这一物理过程进行机理分析。首先，通过对液滴运动时三相接触线进行受力分析，表明增加表面润湿性梯度和楔形顶角 α 都可以增大液滴定向倾斜反弹程度；在此基础上，分别统计了液滴反弹倾斜角 β 、液滴质心的水平位移 ∆y、接触时间 τ* 和恢复系数 ε 随着表面润湿性梯度和楔形顶角 α 的变化规律，并对液滴的能量耗散进行了定性分析。

论文得到以下结论：(1) 增加表面润湿性梯度和楔形顶角 α 均可增大液滴反弹倾斜角 β ，但是表面润湿性梯度的增加效果更加显著；(2) 增加表面润湿性梯度和楔形顶角 α 同时也会增加液滴的能量耗散，导致液滴反弹时的动能减小，并且继续增大表面润湿性梯度或者楔形顶角 α ，可能导致回缩后的动能不足以使得液滴从表面反弹。

论文得到了国家自然科学基金重点项目(No. 51936004)、国家自然科学基金创新研究群体科学基金(No. 51821004)、国家自然科学基金青年基金项目(No. 52006068)、北京市自然科学基金(No. 32122025)、中央高校基本科研业务费专项资金(No. 2020MS063)资助。

撰稿人：焦丽丽