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该研究提出分层有序穿孔（HOP）表面，通过低阻液体芯吸、快速气泡成核和定向气泡脱离实现高效液膜沸腾，同时提升临界热通量（CHF）和传热系数（HTC），且策略适用于多种微纳结构表面，为两相热管理提供新方向。
热管理已成为高功率电子设备和能源系统的瓶颈。液膜沸腾结合核沸腾动态气泡与毛细管芯薄液膜蒸发，在提升相变传热关键性能指标临界热通量（CHF）和传热系数（HTC）方面潜力显著，但微纳结构毛细芯吸表面需兼顾高效液体输送与气泡快速逃逸。
研究展示了一种分层有序穿孔（HOP）表面实现高效液膜沸腾。HOP 网表面通过激光钻孔、热扩散键合和化学蚀刻三步法制备，具有低阻液体芯吸、快速气泡成核和定向气泡逃逸特性。其互联间隙提供低阻流动通道，增强液体芯吸；高密度 1-10 μm 微腔作为成核位点，促进沸腾起始并增加毛细力；穿孔则实现气泡厚度方向定向逃逸，减少气液干扰。
在 10×10 mm2 加热面积下，HOP 网表面 CHF 达 311.2 W/cm2，HTC 达 310.7 kW/m2K；加热面积缩小至 5×5 mm2 时，CHF 提升至 693.1 W/cm2，HTC 达 978.8 kW/m2K，远超现有表面性能。机理分析表明，穿孔降低蒸汽体积分数（Sv），提升液体渗透率（Kl），但穿孔间距需平衡液体渗透率与表面润湿面积，理论与实验显示最优间距约 755 μm。
HOP 策略在铜网、烧结铜粉等多种微纳结构表面均有效，其中网和烧结粉表面 CHF 分别提升 66.1% 和 66.8%，HTC 提升 77.3% 和 90.2%。该表面制备简单、可规模化生产，为高功率密度系统的两相热管理提供了创新解决方案，有望推动电子散热、能源系统等领域的发展。
