群组的至少一员：硅酮油、丙二醇二辛酸酯/二癸酸酯、全氟聚醚PFPE、聚a-烯烃 PA0、合成烃共寡聚物、氟化聚硅氧烷、丙二醇、四氯乙烯（全氯乙烯）、异硫氰酸苯酯（苯基 芥子油）、溴苯、碘苯、邻溴甲苯、a-氯萘、a-溴萘、四溴化乙炔、1-丁基-3-甲基咪唑鑰双 (三氟甲基磺酰基）酰亚胺BMIm、三溴丙烷（1，2, 3-三溴丙烷）、二溴化乙烯、二硫化碳、溴 仿、碘化亚甲基（二碘甲烷）、斯塔诺拉克斯、施贵宝氏（Squibb's)液体矿脂、对溴甲苯、单 溴苯、全氯乙烯、二硫化碳、苯基芥子油、单碘苯、a-单氯-萘、四溴化乙炔、苯胺、丁醇、异 戊醇、正庚醇、甲酚、油酸、亚麻油酸以及邻苯二甲酸戊酯。6. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征包含选自由以下 组成的群组的至少一员：聚合固体、陶瓷固体、氟化固体、金属间固体以及复合固体。7. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征包含化学改性表 面、涂布表面、具有粘结单层的表面。8. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征界定选自由以下 组成的群组的至少一员：孔隙、腔、孔、互连孔隙以及互连腔。9. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征包含选自由以下 组成的群组的至少一员：柱、纳米针、纳米草、实质上球形粒子以及非晶形粒子。10. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征具有粗糙表面 (例如，所述固体特征的表面粗糙度>50nm、>100nm，例如，并且还〈1ym)。11. 根据权利要求10所述的物品，其中所述粗糙表面提供液体在其间或其内的稳定浸 渍，使得9〇s(v),后退〈9。，其中叭是临界接触角。12. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的物品，其中所述液体浸渍表面经配置以 使得接触所述表面的水滴不在所述表面上钉扎或刺穿并且具有小于40°的滚动角a。13. 根据权利要求12所述的物品，其中所述水滴具有小于25°的滚动角a。14. 一种包含液体浸渍表面的物品，所述表面包含浸渍液体和固体特征的矩阵，所述固 体特征经充分靠近地隔开以在其间或其内稳定地容纳所述浸渍液体，其中以下中的一项或 两烦成立: ⑴Q Cis(W),后退=〇 ;以及 (ii) 9 〇s(v)，后退=O和 9 〇s(w)，后退=〇， 其中9Cisw, 是所述浸渍液体（例如油，下标'〇'）在水（下标'《'）存在下在所述表 面（下标'S'）上的后退接触角，并且其中0￡^)，;§51是所述浸渍液体（例如油，下标'0'） 在气相（下标'v'，例如空气）存在下在所述表面（下标's'）上的后退接触角。15. -种包含液体浸渍表面的物品，所述表面包含浸渍液体和固体特征的矩阵，所述固 体特征经充分靠近地隔开以在其间或其内稳定地容纳所述浸渍液体，其中以下中的一项或 两项成立： ⑴QOS(V),后退〉0 ;以及 (ii) 9。咖，后退>0， 其中0Cisw,是所述浸渍液体（例如油，下标'〇'）在气相（下标'V'，例如空气）存 在下在所述表面（下标's'）上的后退接触角，并且其中Scisw^ig是所述浸渍液体（例如 油，下标'〇'）在水（下标V'）存在下在所述表面（下标's'）上的后退接触角。16. 根据权利要求15所述的物品，其中0os(v),后退>0以及0OS(W),后退>0。17. 根据权利要求15或16所述的物品，其中以下中的一项或两项成立： ⑴QOS(V),后退〈Qc;以及 (ii) 9DS(w),后退〈9 c， 其中是临界接触角。18. 根据权利要求15到17中任一权利要求所述的物品，其中以下中的一项或两项成 立： ⑴9 〇S(V),后退〈9 以及 (ii)Q〇s(w),后退〈Q气， 其中0 *。=cosWr)，并且其中r是所述表面的所述固体部分的粗糙度。19. 根据权利要求15到18中任一权利要求所述的物品，其中所述物品是选自由以下组 成的群组的一员：管道、蒸汽轮机部件、燃气轮机部件、飞机部件、风轮机部件、眼镜、镜子、 输电线、容器、挡风玻璃、发动机部件、喷嘴、管或其部分或涂层。20. -种包含内表面的物品，所述物品至少部分地封闭（例如，所述物品是输油管道、 其它管道、消费品容器、其它容器）并且适合于容纳或传送具有粘度P1的流体，其中所述 内表面包含液体浸渍表面，所述液体浸渍表面包含浸渍液体和固体特征的矩阵，所述固体 特征经充分靠近地隔开以在其间或其内稳定地容纳所述浸渍液体，其中所述浸渍液体包含 水（具有粘度y2)。21. 根据权利要求20所述的物品，其中yi/y2> 1。22. 根据权利要求20所述的物品，其中yyy2>0. 1。23. 根据权利要求20到22中任一权利要求所述的物品，其中（h/R) (y/y2) >0. 1 (其 中h是所述固体特征的平均高度并且R是所述管的半径或开放系统中的平均流体深度）。24. 根据权利要求23所述的物品，其中（h/R) (yyy2) >0? 5。25. 根据权利要求23或24所述的物品，其中R〈lmm。26. 根据权利要求20到25中任一权利要求所述的物品，其中所述浸渍液体包含添加剂 (例如表面活性剂）以防止或减少所述浸渍液体的蒸发。27. 根据权利要求1到19中任一权利要求所述的物品，其中所述表面包含延伸高于所 述固体特征的过量浸渍液体（例如油）的拉升区域。28. -种包含液体浸渍表面的物品，所述表面包含浸渍液体和固体特征的矩阵，所述固 体特征经充分靠近地隔开以在其间或其内稳定地容纳所述浸渍液体，其中以下中的一项或 两项成立： (i)0〈(i) <0.25,其中巾是在平衡（例如，其中平衡可以涵盖伪平衡）时所述液体浸 渍表面的投影表面积对应于非浸没固体（即，非由所述浸渍液体浸没-可以是"非浸没"并 且仍与所述表面外部的非气相接触）的代表性分数；以及 出）3。+)〈0，其中3。+)是铺展系数，定义为7^-丫 (3。-丫("，其中丫是由下标指不的两 相之间的界面张力，所述下标选自e、v以及〇,其中e是在所述表面外部并且不同于所述浸 渍液体的非气相（例如液体或半固体），V是所述表面外部的气相（例如空气），并且〇是 所述浸渍液体。29. 根据权利要求28所述的物品，其中0〈巾< 0. 25。30. 根据权利要求28所述的物品，其中0. 01〈巾< 0. 25。31. 根据权利要求28到30中任一权利要求所述的物品，其中S。+}〈0。32. 根据权利要求28到31中任一权利要求所述的物品，其中所述浸渍液体包含选自 由以下组成的群组的至少一员：硅酮油、丙二醇二辛酸酯/二癸酸酯、全氟聚醚PFPE、聚 a-烯烃PA0、合成烃共寡聚物、氟化聚硅氧烷、丙二醇、四氯乙烯（全氯乙烯）、异硫氰酸苯 酯（苯基芥子油）、溴苯、碘苯、邻溴甲苯、a-氯萘、a-溴萘、四溴化乙炔、1- 丁基-3-甲基 咪唑鑰双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺BMIm、三溴丙烷（1，2, 3-三溴丙烷）、二溴化乙烯、二 硫化碳、溴仿、碘化亚甲基（二碘甲烷）、斯塔诺拉克斯、施贵宝氏液体矿脂、对溴甲苯、单溴 苯、全氯乙稀、二硫化碳、苯基芥子油、单碘苯、a-单氯-萘、四溴化乙炔、苯胺、丁醇、异戊 醇、正庚醇、甲酚、油酸、亚麻油酸以及邻苯二甲酸戊酯。33. 根据权利要求28到32中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征包含选自由 以下组成的群组的至少一员：聚合固体、陶瓷固体、氟化固体、金属间固体以及复合固体。34. 根据权利要求28到33中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征包含化学改 性表面、涂布表面、具有粘结单层的表面。35. 根据权利要求28到34中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征界定选自由 以下组成的群组的至少一员：孔隙、腔、孔、互连孔隙以及互连腔。36. 根据权利要求28到35中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征包含选自由 以下组成的群组的至少一员：柱、纳米针、纳米草、实质上球形粒子以及非晶形粒子。37. 根据权利要求28到36中任一权利要求所述的物品，其中所述固体特征具有粗糙表 面（例如，所述固体特征的表面粗糙度〈1ym)。38. 根据权利要求37所述的物品，其中所述粗糙表面提供液体在其间或其内的稳定浸 渍，使得9os(v),后退〈9。，其中叭是临界接触角。39. 根据权利要求28到37中任一权利要求所述的物品，其中所述液体浸渍表面经配置 以使得接触所述表面的水滴不在所述表面上钉扎或刺穿并且具有小于40°的滚动角a。40. 根据权利要求39所述的物品，其中所述水滴具有小于25°的滚动角a。41. 一种包含液体浸渍表面的物品，所述表面包含浸渍液体和固体特征的矩阵，所述固 体特征经充分靠近地隔开以在其间或其内稳定地容纳所述浸渍液体，其中以下中的一项或 两烦成立: ⑴Q。士)，后退=〇 ;以及 (ii) 9 〇s(v)，后退=〇 和 9 〇s(e)，后退=〇， 其中Qcis^ _是所述浸渍液体（例如油，下标'〇'）在所述表面外部不同于所述浸渍 液体的非气相（例如液体、固体、半固体、凝胶）（下标'e'）存在下在所述表面（下标's'） 上的后退接触角，并且其中Qciswijgil是所述浸渍液体（例如油，下标'〇'）在气相（下标 'V'，例如空气）存在下在所述表面（下标'S'）上的后退接触角。42. -种包含液体浸渍表面的物品，所述表面包含浸渍液体和固体特征的矩阵，所述固 体特征经充分靠近地隔开以在其间或其内稳定地容纳所述浸渍液体，其中以下中的一项或 两项成立： ⑴QOS(V),后退〉0 ;以及 (ii) 9DS(e)，后退 >〇， 其中9Cisw, 是所述浸渍液体（例如油，下标'〇'）在气相（下标'V'，例如空气）存 在下在所述表面（下标'S'）上的后退接触角，并且其中;§51是所述浸渍液体（例如 油，下标'〇'）在所述表面外部不同于所述浸渍液体的非气相（例如液体、固体、半固体、凝 胶）（下标'e'）存在下在所述表面（下标's'）上的后退接触角。43. 根据权利要求42所述的物品，其中0os(v),后退>0并且0os(e),后退>0。44. 根据权利要求42或43所述的物品，其中以下中的一项或两项成立： ⑴QOS(V),后退〈Qc;以及 (ii) 9DS(e),后退〈9c， 其中是临界接触角。45. 根据权利要求42到44中任一权利要求所述的物品，其中以下中的一项或两项成 立： ⑴9 〇S(V),后退〈9 以及 (ii)Q〇s(e),后退〈Q气， 其中0 *。=cosWr)，并且其中r是所述表面的所述固体部分的粗糙度。46. 根据权利要求42到45中任一权利要求所述的物品，其中所述物品是选自由以下组 成的群组的一员：管道、蒸汽轮机部件、燃气轮机部件、飞机部件、风轮机部件、眼镜、镜子、 输电线、容器、挡风玻璃、发动机部件、管、喷嘴或其部分或涂层。47. 根据权利要求28到46中任一权利要求所述的物品，其中所述表面包含延伸高于所 述固体特征的过量浸渍液体（例如油）的拉升区域。48. -种使用根据权利要求1到27中任一权利要求所述的物品的方法，所述方法包含 使所述表面暴露于水的步骤。49. 一种使用根据权利要求28到47中任一权利要求所述的物品的方法，所述方法包含 使所述表面暴露于在所述表面外部并且不同于所述浸渍液体的所述非气相（例如液体或 半固体）的步骤。50. 根据权利要求50所述的方法，其中所述非气相包含以下中的一或多者：食品、化 妆品、水泥、沥青、焦油、冰淇淋、蛋黃、水、酒精、汞、镓、制冷剂、牙膏、油漆、花生酱、果冻、果 酱、蛋黄酱、蕃茄酱、芥末、调味品、衣服洗涤剂、消费品、汽油、石油产品、油、生物流体、血 液、血浆。51. 根据权利要求1到47中任一权利要求所述的物品，其进一步包含所述表面外部 (并且与所述表面接触）的所述非气相的材料，所述物品含有所述非气相材料[例如，其中 所述物品是容器、管道、喷嘴、阀、导管、器皿、瓶、模具、冲模、滑槽、碗、盆、箱、盖（例如衣服 洗涤剂盖）和/或管]。52. 根据权利要求51所述的物品，其中所述表面外部的所述非气相的所述材料包含以 下中的一或多者：食品、化妆品、水泥、沥青、焦油、冰淇淋、蛋黃、7K、酒精、萊、镓、制冷剂、牙 膏、油漆、花生酱、果冻、果酱、蛋黄酱、蕃茄酱、芥末、调味品、衣服洗涤剂、消费品、汽油、石 油产品、油、生物流体、血液、血浆。
【专利摘要】本发明涉及包含液体浸渍表面(100)的装置，所述表面(100)包含浸渍液体和固体特征(102)的矩阵，所述固体特征经充分靠近地隔开以在其间或其内稳定地容纳所述浸渍液体；以及其方法。在一些实施例中，以下中的一项或两项成立：其中是在平衡时所述液体浸渍表面(100)的投影表面积对应于非浸没固体的代表性分数；以及(ii)Sow(a)<0，其中Sow(a)是铺展系数，定义为γwa-γwo-Yoa，其中y是由下标w、a以及o指示的两相之间的界面张力，其中w是水，a是空气，并且o是所述浸渍液体。
【IPC分类】B08B17/06, B29C59/02, C09D5/16
【公开号】CN105188967
【申请号】CN201380070242
【发明人】J·戴维·史密斯, 苏尚特·阿南德, 斯里尼瓦斯·普拉萨德·本加卢鲁·苏布拉马尼亚姆, 康拉德·雷卡丘斯基, 克里帕·K·瓦拉纳斯
【申请人】麻省理工学院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2013年11月19日
【公告号】CA2892073A1, EP2919924A1, US20150306642, WO2014078867A1...