自然界中許多生物表面都呈現(xiàn)出圖案化的陣列結(jié)構(gòu)，不同的形狀、尺寸、寬度及排列方式等使得動(dòng)、植物表面表現(xiàn)出各種奇特的潤(rùn)濕特性，例如超疏水性、超親水性、各向異性潤(rùn)濕性、定向潤(rùn)濕性等。

由于材料表面不同的化學(xué)性質(zhì)和特殊結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致流體在各個(gè)方向呈現(xiàn)出不同的潤(rùn)濕特性，使得流體在通道表面定向潤(rùn)濕。這種特殊流體控制行為在自然界普遍可以觀察到，如圖所示，液滴在微米級(jí)定向堆疊排列的鱗片結(jié)構(gòu)上會(huì)沿著固定的方向滾動(dòng)；一些植物也具有類(lèi)似的分級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖所示，錐形棘狀突起的多級(jí)微結(jié)構(gòu)表面，具有梯度性微溝槽和倒刺，可以控制液滴從突起的尖端向根部運(yùn)動(dòng)，尖端上的倒刺還能加快液滴的定向運(yùn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)良好的集水和水運(yùn)輸效果。

不少學(xué)者受自然界生物表面微結(jié)構(gòu)啟發(fā)，并在表面的親疏水各向異性這一特性上進(jìn)行了大量研究，提出并討論了這一新興和快速發(fā)展的領(lǐng)域目前面臨的挑戰(zhàn)和前景，采用許多控制方法設(shè)計(jì)微流控芯片，使微流控芯片在各行各業(yè)得到更廣泛使用。

在蛋白質(zhì)樣品分析研究中，Lyons 等人提出如三角形等特殊類(lèi)型的非對(duì)稱(chēng)微觀尖銳結(jié)構(gòu)可制備不同形狀液滴用于樣品分析。并且采用非對(duì)稱(chēng)微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)造各向異性潤(rùn)濕表面來(lái)實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管微流體樣品運(yùn)輸，通過(guò)表面輔助激光解吸/電離質(zhì)譜分析多肽。

You 等人提出一種新的基于聚多巴胺的微流體系統(tǒng)，通過(guò)在超疏水納米結(jié)構(gòu)陽(yáng)極氧化鋁（AAO）表面上使用親水性聚多巴胺制造親水微圖案來(lái)控制微流體。它是一種無(wú)泵節(jié)能的微流體系統(tǒng)，可在重力作用下運(yùn)行。

在細(xì)胞培養(yǎng)研究中，Efremov 等人在具有圖案化、超疏水邊界的親水性多孔聚合物基板上引入了多種細(xì)胞類(lèi)型的圖案化，通過(guò)控制 MLTy-mCherry 和HeLa-GFP 細(xì)胞系在薄的超疏水邊界上的遷移，發(fā)現(xiàn) HH/SH 模式可防止細(xì)胞遷移，并可用于精確培養(yǎng)多種細(xì)胞類(lèi)型。

在微液滴制備研究中，劉鳳儀等人研制出一種通過(guò)表面潤(rùn)濕驅(qū)動(dòng)液滴生成微流控芯片。一旦在芯片上加入一滴油和水樣，無(wú)需任何電源和設(shè)備，即可自發(fā)產(chǎn)生液滴。通過(guò)將集熱器的注油管連接起來(lái)，將虹吸泵進(jìn)一步集成到微流控芯片中，解決了實(shí)際應(yīng)用中的高吞吐量和穩(wěn)定性問(wèn)題，為生物醫(yī)學(xué)樣品中自給自足和便攜式 W / O 液滴的產(chǎn)生提供了絕佳的機(jī)會(huì)，從而具有床旁測(cè)試（POCT）的潛力。

在微流控芯片制造研究中，Wu 等人提出并演示了一種用于 PDMS 微流體的“自圖案化涂層”的新方法，其靈感來(lái)自具有滑粘性圖案和超親水植物葉子的納米布沙漠甲蟲(chóng)。蒸發(fā)后選擇性地將涂層溶液沉積在粗糙的 PDMS 表面上，該表面由 O2 粗化 SU-8模具復(fù)制等離子體，方便 PDMS 與玻璃粘合兼容。

Lai 等人研究了分子量分別為PEG6000 和 PEG1000 的聚乙二醇（PEG）在 PDMS 上的涂層，作為快速成型的抗粘性層，以及 PDMS 在微流控芯片應(yīng)用中親水性和背光光學(xué)性能的表面修飾。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PEG1000-PDMS 具有良好的親水性，透明度和抗粘性，在毛細(xì)管驅(qū)動(dòng)的微流控芯片應(yīng)用中具有良好的發(fā)展前景。