疏液表面在自清潔、防腐、流動(dòng)減阻、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，結(jié)構(gòu)脆弱、使用壽命短、缺少合適的方法進(jìn)行大面積、低成本制備表面結(jié)構(gòu)等問題限制了疏液表面的實(shí)際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。近日，香港大學(xué)的王立秋教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種受跳蟲表皮啟發(fā)的耐磨疏液材料，并使用微流控的方法實(shí)現(xiàn)了精確表面微結(jié)構(gòu)的大面積、低成本制備。

疏液性在日常生活中大有可為，諸如防水衣物、防污廚具、自清潔外墻等。疏液表面還可用于減阻，船舶航行時(shí)，其60%-70%的阻力來自于水，水下器械如核潛艇、魚雷、潛水器等比例更高達(dá)90%。減阻將極大提高海上艦艇的航速并節(jié)約燃料。實(shí)際應(yīng)用的疏液表面應(yīng)具備以下特點(diǎn)：疏液性好、耐用性強(qiáng)、制備面積大、成本低。然而，魚和熊掌不可兼得，同時(shí)滿足這四項(xiàng)條件更是難上加難，例如疏液性和耐用性通常彼此對立，疏液表面不耐用，耐用表面難疏液。

為了解決這些難題，香港大學(xué)的王立秋教授團(tuán)隊(duì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備方法上同時(shí)進(jìn)行創(chuàng)新。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈感來源于跳蟲，這是一種生活在土壤中的節(jié)肢動(dòng)物，其生存環(huán)境經(jīng)常遭受洪水和雨水的沖刷。為了對抗潮濕的環(huán)境和沙礫的摩擦，跳蟲的表皮進(jìn)化出獨(dú)特的疏液性能和良好的耐磨性。電子顯微鏡圖像表明跳蟲的表皮覆蓋了一層微納米級別互相連接的蜂窩狀空腔結(jié)構(gòu)?？涨坏慕孛娉尸F(xiàn)倒角結(jié)構(gòu)，因此具備疏液的特性。結(jié)構(gòu)的互連則賦予表皮良好的機(jī)械耐磨性。因此模仿跳蟲表皮，他們提出互連的凹角結(jié)構(gòu)：互相連接提高機(jī)械強(qiáng)度，凹角特點(diǎn)加強(qiáng)疏液性能。

為制備該互連凹角結(jié)構(gòu)，研究團(tuán)隊(duì)使用微流控液滴模板法制備疏液表面。微流控液滴技術(shù)可精確地控制微納米級別液滴的產(chǎn)生，包括其大小、結(jié)構(gòu)和成分。他們以液滴為模板，積少成多，可以大面積制備結(jié)構(gòu)均一、成本低廉的疏液表面。由于微流控液滴尺寸均一可控，多孔薄膜的微結(jié)構(gòu)也高度均一可控。