销售热线：158-1687-3821
销售热线：158-1687-3821
固定雾流导管喷出方向，调整蜘蛛网面与雾流方向夹角。当夹角为90°时，50分钟集水量比0°时提升120%，后续集水实验均采用此角度。此时，蜘蛛网上每个纺锤体捕集雾气效率最高。
改变纺锤体周期内组合方式，设计“单椭球”“双椭球”“多尺寸椭球”三种。因三相接触线（TCL）在粗糙带纺锤体蜘蛛丝上不连续产生滞后效应，“多尺寸椭球”纺锤体TCL更长，凝结水滴体积大，集水量更多。带有尖顶的纺锤体拉普拉斯压差和扩散通量更大，雾气更易在尖顶凝结成小水滴。进一步思考纺锤体形状，将其两边做成“斜边”“内凹”“外凸”组合，实验发现“半凸半凹弧”纺锤体蜘蛛网120分钟集水量达6.25g，比“单椭球”提升6.5倍。
考虑蜘蛛丝中间小液滴运输受限，对相邻纺锤体间连接丝做曲率变化处理，大纺锤体处连接丝截面直径大于小纺锤体处。优化后蜘蛛网集水效率提升65%。
对蜘蛛网表面进行亲水与疏水处理对比，亲水表面集水性能更优，效率比疏水表面提升58%。疏水表面小液珠接触角大，TCL短，运输易滴落；亲水表面使小液滴粘附形成水膜，加快运输速度，提升集水量。
纳米布沙漠干旱，淡水匮乏，雾气是重要淡水来源。当地居民用人工雾布收集淡水，但起雾时间仅30天左右，收集时间有限。纳米布沙漠暗甲虫种类多，部分利用雾气摄取水分，如“Oymacis unguularis”和“O.bicolor”通过身体表面收集雾水。捕集雾气在极端干旱地区取水优势明显，捕集雾气甲虫在雨量少时仍大量存在，而缺乏适应能力的甲虫数量下降。仿生甲虫背研究热门，但多集中在亲/疏水区域划分和涂层研究，对特殊集水结构研究较少。
针对纳米布沙漠甲虫背部特殊结构及优异雾气捕集能力，运用3D打印技术优化设计甲虫背部“脊梁状”结构，使其更规则、密集。设计“半圆”“矩形”“三角”形状的背部脊梁凸起及凹槽结构。实验显示，“三角”形状效果有所提升，但提升不明显，故对甲虫背部表面结构处理。选取等离子体处理、PVA表面接枝、制备PVA凝胶甲虫背三种亲水处理方法，结果显示制备的PVA水凝胶甲虫背集水性能比等离子体处理表面提升八倍。
选取“脊梁状凸起”优化，用3D打印技术构筑规整结构，设计六种形状。相同形状下，保证脊梁截面形状尺寸和相邻脊梁水平距离一致，发挥结构集水优势。“三角”状脊梁凸起甲虫背120分钟集水量最多，达2.64g，较矩形提升33%，较半圆提升11%，因其尖端曲率大，扩散通量大，雾气易凝结，水滴汇聚运输快。但整体提升不明显，因未经处理树脂甲虫背亲水性不足，水滴运输效率低，需进一步亲水处理。
3D打印树脂甲虫背进行亲水改性，等离子体处理接上亲水基团，表面涂覆亲水PVA。集水实验表明，两种方法处理后集水量均提升，“三角”状脊梁凸起甲虫背集水量好于其他形状，且提升比例更大。表面涂覆亲水PVA的“三角”脊梁凸起甲虫背120分钟集水量达5.53g，比等离子体处理提升69%。但表面亲水基团和结构会随时间衰减，亲水性下降。故采用亲水材料PVA水凝胶制备甲虫背，选择三种脊梁凸起形状，“三角”状120分钟集水量达16，较未经处理提升八倍，比“矩形”状提升94%，重复实验集水量都在16g以上。三角形结构捕集雾气水质量高于圆形和矩形，因其尖端曲率大，拉普拉斯压力大。接触角测试也证实表面亲水性提升的重要影响。
3D打印技术对纳米布沙漠甲虫进行仿生制备，选择优化“脊梁”凸起形状甲虫背，因其有效捕集雾气且凹槽利于水滴汇聚运输，集水效率更高。这些研究为制备高效集水设备提供重要参考。
