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Under-oil self-driven and directional transport of water on femtosecond laser-processed superhydrophilic geometry-gradient structure

DOI:10.1039/c9nr09902f 期刊:Nanoscale 出版年份:2020 更新时间:2025-09-19 17:13:59
摘要: Self-driven and continuous directional transport of water droplets in the oil environment has great potential applications in microfluidics, oil-water separation, etc. Nevertheless, most current studies exploit water behaviors occurring in air, and the directional regulation of water under a viscous oil medium remains a challenge. In this work, a superhydrophilic geometry-gradient stainless-steel platform with nanoparticles-covered nanoripples structure is proposed using femtosecond laser direct writing technology. The as-prepared sample spontaneously and directionally transported water droplets in the oil environment from the minor side to the large side of the trapezoidal platform surface, but not in the opposite direction. The transport velocity of water droplets as a function of trapezoid angle and tilt angle of the as-prepared platform was investigated in detail. In addition, the pumpless under-oil water transport platform was successfully prepared on other substrates including Ti and Ni sheets, polyimide film, and C cloth, and exhibited transport capabilities when the platform was flexed and combined into various shapes. This work offers insights for simple fabrication of a flexible and substrate-independent pumpless under-oil directional transport device for water.
作者: Junrui Wu,Kai Yin,Ming Li,Zhipeng Wu,Si Xiao,Hua Wang,Ji-An Duan,Jun He
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Investigating the self-driven and directional transport of water droplets in an oil environment using a femtosecond laser-processed superhydrophilic geometry-gradient structure.

The femtosecond laser-processed superhydrophilic geometry-gradient structures enable self-driven and directional transport of water droplets under oil, independent of substrate material. This method offers a simple and flexible approach for applications in microfluidics and oil-water separation.

The study focuses on the directional transport of water droplets under oil but does not extensively explore the effects of different oil viscosities or temperatures on transport behavior.

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