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液固界面滑移边界条件的提出已经有两百多年的历史，而滑移长度的测量及滑移边界条件的理论描述至今仍在研究。宏观流动中边界无滑移假设已被普遍接受，而随着尺度减小，滑移已成为微/纳尺度流体力学中的基础问题。在微纳流控中滑移可用于实现流动减阻、调制剪切率等功能，尤其是微结构超疏水表面的滑移可带来巨大的实际效益。目前滑移研究的主要问题是不同实验方法给出的界面的滑移长度测量值缺乏一致性结果，而且影响滑移的物理因素众多，最终给出滑移长度的理论表达式需要逐项分析其影响因素。因此，本文选择从表面亲疏水性出发，通过实验准确测量光滑亲疏水表面及带微结构疏水表面的滑移长度，并分析亲疏水性对滑移的影响。主要研究内容如下：
⑴利用自行研制的MicroPIV/PTV系统测量微方管中全场速度分布，并与理论速度分布进行比较。结果显示，在深宽比α≈0.35的微管中，3D N-S方程理论无滑移速度解比2D Poiseuille更好地描述主流区的速度分布。因此，后续微管道内实验结果选择与三维N-S方程理论速度解比较。该实验也检验了实验系统的可靠性。
⑵由于近壁区(z≤1μm)表面影响显现，对光滑亲水玻璃(接触角CA≈20°)、光滑疏水PDMS(CA≈95°)表面附近z=0.25μm-1.5μm范围使用φ200nm和φ50nm的示踪粒子进行了更细致的速度测量，发现近壁速度偏大现象，这会带来“伪滑移”。基于实验中观测到的近壁示踪粒子浓度分布不均匀现象和物镜有效焦平面深度的共同影响，本文提出了近壁测量速度的预测公式，定量地解释了近壁速度偏大现象。经过修正，光滑亲水玻璃表面的滑移长度约为10nm。通过对照测量的方法，得到了光滑疏水PDMS表面的滑移长度约70nm。此实验解释了近年粒子测速法和表面力测量法给出的滑移长度存在较大偏差的原因，并给出了滑移长度随接触角变化的趋势。
⑶基于对微结构表面疏水性的静态表面能分析结果，在微管侧壁设计了5-15μm的微结构。测量了微结构疏水表面(CA≈130-140°)附近的速度分布，并与光滑疏水表面测量速度比较。微结构的存在明显使其间隙液气界面附近的速度增大，距界面约1μm位置的测量速度比光滑疏水表面的速度提高了3倍；但是到距离微结构表面3.8μm以外，测量速度又与无滑移理论速度基本一致。通过流量增量估计，即使壁面结构空隙面积比仅5％左右，也可获得近100nm的等效滑移长度。实验中我们还首次发现了液体在微结构间隙的蒸发再凝结是Cassie状态失效的主要原因。