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當殺蟲劑液滴噴灑到一些農作物，例如荷葉的表面時，液滴就像一個飛行的高爾夫球撞擊到地面般，立刻被彈走，只有少量能黏附在葉面上達到滅蟲的目的。

在植物葉子等非潤濕表面附著的氣穴或過熱表面的一層蒸汽墊，會形成一個疏液表面，令撞擊的液滴反彈，導致農藥過度使用、土壤污染和水資源浪費等問題。

香港大學工程學院機械工程系的研究團隊開發了一種嶄新策略，利用微量的潤滑劑（小於液滴體積的0.1 %）形成一個覆蓋層包圍液滴，改變液滴的界面特性，讓液滴在疏液表面上也能有效地附著，能大幅提高液滴噴灑的效益。研究結果已發表在《自然通訊》雜誌上。

「以高爾夫球爲例，包了一層超薄潤滑劑的液滴，就像把高爾夫球變成了一個裝滿水的氣球，當水氣球撞擊地面時，水會旋轉並流動，消耗水氣球的動能，這樣一來，氣球就不會輕易回彈了。」論文的第一作者、港大機械工程系博士後研究員韓興博士解釋說。

目前要改變液體的界面特性，通常是把特殊聚合物溶解到液滴中。這種聚合物會與液體混合並改變其性質，是不希望見到的副作用。團隊提出的新方法，外層的潤滑劑不會滲雜到液滴中改變液滴的性質，同時可根據液體的類型，選擇無毒的潤滑劑作覆蓋層，兩全其美。

此外，液滴沉積後的狀態，可以通過調整覆蓋層體積在固定和滑動之間切換，從而在多種疏液表面上實現流體控制。

新技術的另一個潛在應用是噴霧冷卻。研究小組估計，新技術可以將噴霧冷卻的冷卻速度提高四倍，即只需四分之一的水量或時間即可獲得相同的冷卻效果。

傳統噴水冷卻過程中，蒸發的水蒸氣會在界面上形成屏障，阻止更多水到達熱表面，從而大大延遲冷卻過程。水滴被高沸點的潤滑劑覆蓋後，變得不容易蒸發，因此更容易與過熱的表面直接接觸。

「想像一下通過噴水來冷卻廚房中的熱鍋。使用新技術，水會牢固地沉積在鍋上，從而實現快速冷卻。」韓博士解釋說。

機械工程系熱流體科學與工程講座教授王立秋說：「這對於涉及高溫的重大災難性事件（如火災或發電廠過熱）以及其他工業應用，尤為重要。」

請按此觀看展示新方法的短片。

題為 “Slippery Damper of an Overlay for Arresting and Manipulating Droplets on Nonwetting Surfaces” 的超疏液表面增強液滴附着發表在期刊Nature Communications上。鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-23511-3。

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