本書首先通過(guò)醇水交換法實(shí)驗(yàn)參數(shù)研究，實(shí)現(xiàn)了疏水熱解石墨烯表面納米氣泡的分布形態(tài)調(diào)控；然后利用多元溶劑蒸發(fā)等方法制備了不同疏水納米織構(gòu)表面，研究了疏水表面納米結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)于納米氣泡成核及其穩(wěn)定性的影響規(guī)律；建立了疏水微結(jié)構(gòu)界面 誘導(dǎo)的納米氣泡形成機(jī)制；通過(guò)宏微觀多場(chǎng)耦合仿真，構(gòu)建了基于疏水界面微納結(jié)構(gòu)的納米氣泡兩相流體熱動(dòng)力學(xué)模型，揭示出高溫壁面Leidenfrost納米氣層潤(rùn)滑減阻機(jī)制是界面微形貌和溫度響應(yīng)產(chǎn)生的耦合效應(yīng)；納米氣層懸浮液體臨界產(chǎn)生溫度是流固接觸面積和寬間比的函數(shù)，通過(guò)微結(jié)構(gòu)優(yōu)化達(dá)到了納米氣泡溫度響應(yīng)滑移的目的；通過(guò)模板復(fù)刻法在溫敏形狀記憶聚合物表面上制備出智能響應(yīng)的微結(jié)構(gòu)，借助微結(jié)構(gòu)形態(tài)可逆轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)了潤(rùn)濕性的調(diào)控；進(jìn)行了二元合金的熱響應(yīng)相變分子模擬研究，揭示出溫度自適應(yīng)納米結(jié)構(gòu)對(duì)表面疏水性能的調(diào)控，*終利用溫敏形狀記憶材料的微結(jié)構(gòu)形變調(diào)控實(shí)現(xiàn)了寬溫域納米氣泡潤(rùn)滑減阻控制。
本書通過(guò)醇水交換法實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)，利用溫敏形狀記憶材料的微結(jié)構(gòu)形變調(diào)控實(shí)現(xiàn)了寬溫域納米氣泡潤(rùn)滑減阻控制。對(duì)納米科學(xué)技術(shù)方向應(yīng)用和研究有一定參考價(jià)值。
隨著機(jī)電系統(tǒng)微型化進(jìn)程的加快，微納器件逐漸向輕量化、集成化以及低能耗的方向發(fā)展，其尺寸的不斷縮小導(dǎo)致界面效應(yīng)增強(qiáng)。本書針對(duì)微納結(jié)構(gòu)形成的小尺度界面效應(yīng)下流體傳熱規(guī)律和流動(dòng)規(guī)律，將溫度和結(jié)構(gòu)耦合的疏水納米泡效應(yīng)引入潤(rùn)滑控制，創(chuàng)新性地提出了自適應(yīng)微結(jié)構(gòu)表面的制備方法，從而達(dá)到了寬溫域自適應(yīng)形變的納米泡潤(rùn)滑減阻控制的目的。本書探討了微納尺度納米泡的工程應(yīng)用，所涉及的內(nèi)容成果有望用于提升高端裝備的性能。本書是筆者第二次撰寫個(gè)人的科研內(nèi)容，也可以看作是《仿生疏水表面潤(rùn)滑性》的延續(xù)。筆者一直致力于表（界）面工程的潤(rùn)滑減阻延壽工作，繼上次疏水界面的氣助液膜潤(rùn)滑后，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)氣體介質(zhì)的體積減小為微納級(jí)尺度后，這種在宏觀上被認(rèn)為幾乎不可能存在的納米級(jí)氣泡，具有剛度大、浮力小、比表面積大和穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，于是首次探討了將納米泡作為介質(zhì)的減阻效應(yīng)。納米泡的研究是21世紀(jì)才正式揭開序幕的，尚處于方興未艾的階段，本書所做的工作為納米泡的工程應(yīng)用提供了前期理論基礎(chǔ)和相關(guān)的技術(shù)支持。本書的出版得益于國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（No.2021YFB2011200）和國(guó)家自然科學(xué)基金（No.51875417）的支持，這些資金支持使得納米泡微尺度潤(rùn)滑減阻的研究得以順利開展，在此表示感謝。
盧艷，教授，博士研究生，任教于武漢科技大學(xué)。2017/12-2018/12：Brown University, U.S.A(博士后)；2008/09-2013/12：武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院（碩博連讀，博士階段）；2012/05-2012/08：City University of Hong Kong, Hong Kong (訪問(wèn)學(xué)生)；2010/08-2011/08：University of Michigan, U.S.A (國(guó)家公派聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生)；2006/09-2008/07：武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院（碩博連讀，碩士階段）。主要科研成果：1.國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（青年科學(xué)家項(xiàng)目）,2021YFB2011200,高功率密度軸向柱塞泵/馬達(dá)摩擦副壽命預(yù)測(cè)與延壽設(shè)計(jì)、2021/11-2024/10、150萬(wàn)、在研、任務(wù)負(fù)責(zé)人；2.國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，51875417、基于寬溫域疏水微納結(jié)構(gòu)自適應(yīng)構(gòu)建的納米氣泡潤(rùn)滑減阻調(diào)控機(jī)理研究、2019/01-2022/12、60萬(wàn)元、結(jié)題、主持；主要著作：1.ChaoWang,YanLu*,DonghuiFeng,JiayuanZhou,YangfanLi,HaoZhang.Experimental study on nanobubble distribution control method based on the slip drag reduction effect.Tribology International.2023,177:107940（SCI IF 5.62）2.LU Yan*, Zhang Hao, Nanostructure-dependent nanobubble drag reduction on NiTi self-adaption surface, Journal of Molecular Liquids (2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.121213 (SCI IF:6.633)獲獎(jiǎng)：熱軋抑塵提質(zhì)關(guān)鍵技術(shù)與集成裝備綠色制造，湖北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，省級(jí)，2021；提升板帶表面質(zhì)量的熱軋粉塵深度治理關(guān)鍵技術(shù)與裝備，中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，2022。
第1章 緒論1
1.1 納米泡的減阻效應(yīng)4
1.2 微結(jié)構(gòu)化疏水表面的溫度氣層效應(yīng)10
1.3 形狀記憶材料的溫控微結(jié)構(gòu)自適應(yīng)效應(yīng)12
1.4 納米泡潤(rùn)滑減阻研究的背景及意義14
第2章 基于疏水微納結(jié)構(gòu)界面誘導(dǎo)的納米泡穩(wěn)定機(jī)制研究15
2.1 疏水壁面的納米泡成核機(jī)理研究15
2.2 納米泡分布形態(tài)及成核調(diào)控方法研究18
2.3 基于微結(jié)構(gòu)疏水界面的納米泡分布形態(tài)及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)方法31
2.4 基于疏水界面的納米泡動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性研究50
第3章 基于微結(jié)構(gòu)的Leidenfrost納米泡溫度響應(yīng)滑移效應(yīng)研究55
3.1 微觀結(jié)構(gòu)和溫度對(duì)氣體潤(rùn)滑的耦合效應(yīng)55
3.2 溫度耦合結(jié)構(gòu)的納米泡滑移效應(yīng)研究59
3.3 納米泡與滑移減阻的關(guān)系研究74
第4章 基于形狀記憶材料溫控性能的多重微結(jié)構(gòu)調(diào)控研究82
4.1 具有疏水微結(jié)構(gòu)的形狀記憶材料制備82
4.2 微結(jié)構(gòu)表面的形狀記憶及其可調(diào)控潤(rùn)濕性研究87
4.3 SMP形狀記憶微結(jié)構(gòu)表面的潤(rùn)濕性仿真分析97
第5章 基于寬溫域自適應(yīng)形變的納米泡潤(rùn)滑減阻控制機(jī)理研究108
5.1 基于熱敏結(jié)構(gòu)的納米泡成核研究109
5.2 基于自適應(yīng)形變的納米泡潤(rùn)滑減阻的控制研究111
結(jié)語(yǔ)118
參考文獻(xiàn)119
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