如水从鸭背滑落

 

如水从鸭背滑落

Like water off a duck's back

 

科学家们仿制了一系列模拟自然界斥水表面的结构。

清华大学的Hui Wu领导的研究小组发明了一项新的电纺技术，当厌水高分子纳米纤维材料从溶液中成形时，他们可以将之聚集一个细小银线上对其进行排列。当他们把纤维收集到平板表面而不是银线上的时候，纤维就会呈现随机排列。

 

Wu展示了随机排列纤维形成了厌水表面，这看起来就像是荷叶，水滴可以从任意一个方向随意落下，即各向同性润湿（isotropic wetting）。但是他发现排列好的纤维会形成这样一种表明，水滴总是优先在一个方向滚下。这种行为方式称为各向异性润湿（anisotropic wetting），竹叶、鹅的羽毛和滑水昆虫的腿都展示了这种行为，但是此前人类从来没有成功模仿过它。

 

“我们相信我们是首个用纳米纤维实现了大量具有两维或三维各向异性润湿表面的团队。我们也首次用纤丝成功制造了水黾科昆虫腿。”Wu说。

吴的人工水黾科昆虫腿可以负重1克漂浮在浴缸水面上，这是一只真正昆虫体重的100倍。由此产生的支撑力将是一个新的纪录，吴说：“每厘米承重达到了200达因，这比先前任何见诸报道的人工水黾科昆虫都要高。”

 

吴说，他相信这一技术可以得到令人振奋的应用。“它可以被应用于微流控制、非润湿和自洁净表面，以及生物激发的水黾科昆虫机器人（一种新型水栖交通工具），”他说。

 

位于美国亚特兰大的乔治亚理工大学的高聚物专家Vladimir Tsukruk说，“这是一项令人非常感兴趣的研究。这种技术友好的方法，用于制造拥有分布式各向异性可湿润性特性的三维表面，有希望在尖端组织工程领域找到应用。同时，这一技术对液体分离过程和微流阵列中液滴的运动控制也同样有用，”他评论说。

James Hodge

References

Reference: H. Wu, D. Lin, R. Zhang, W. Pan and P. Downs, Soft Matter, 2008, DOI: 10.1039/b805570j