通过柔性微结构增强了拒液性

可以排斥液体的人造表面在科学和工业平台上引起了广泛的关注，以创建功能性的拓扑结构。但是，与液滴接触的下层结构的作用尚不清楚。微纳米加工的最新发展可以使研究人员构建一种类似于皮肤肌肉的系统，该系统将界面处的拒液性与机械功能性结构相结合。在《科学进展》现已发表的新报告中，胡松涛和中国，瑞士和英国的多学科科学家团队使用三维(3-D)直接激光光刻技术设计了具有蘑菇状驱蚊头的生物启发性表面。柔软的弹簧状结构通过抵抗复杂形式的液滴分解并减少液滴与表面的接触时间，从而提高了液体排斥性。像弹簧一样的柔性支撑件的使用是前所未有的材料研究方法，可以增强液体排斥性，从而实现出色的表面控制和液滴操作。这项工作扩展了对驱虫微结构的研究，以通过将功能表面与机械超材料连接起来而产生功能可能性。

液滴和人造疏液表面上的固体界面之间的相互作用对于自清洁，防冰和防反射技术以及集水和液滴处理原理很重要。研究人员对模仿天然表面的形态和化学特性以在实验室中实现仿生性能感兴趣。一个典型的例子是莲花效应，它通过结合分层形态和基于蜡的化学修饰来表现出防水性能。为了提高实验室中的荷花效果，研究人员模仿了弹簧尾蛇的拓扑结构在柱状支撑的顶部具有蘑菇状的柔性头部，可控制液滴与表面的接触。在这项工作中，胡等人。使用灵活的微结构设计来增强液体的排斥性，以弥合功能表面和机械材料这两个研究概念之间的差距，从而构建一个“类似于皮肤的肌肉”系统。

设计制作

结构的顶表面就像皮肤一样接收和响应，而下面的支撑则起到了调节机械性能的肌肉作用。通过将功能表面与机械超材料连接起来，这项工作将触发更多功能和可能性的机会之窗。该团队使用双光子聚合技术，在微纳米尺度上量身定制了3D结构，以实现蘑菇形弹簧设计。他们首先在SolidWorks中对柔性表面进行建模，然后将设计转换为立体光刻格式，以便在涂有铟锡氧化物(ITO)的熔融石英上使用光刻胶进行制造。然后，研究小组用化学气相沉积法涂覆了表面使柔性弹簧的行为像刚性支柱一样。Hu等。它还支持蹦床启发的表面，其中垂直弹簧支撑蘑菇状的头部，水平弹簧连接相邻的蘑菇状头部以操纵液固界面。