自然啟示錄：豬籠草的神奇秘密，科研界的新突破

受自然生物學啟發制備的具有不同潤濕特性的功能性表面在液體收集、液滴操縱、減阻及油水分離和藥物輸送系統等領域蓬勃發展。值得注意的是，功能性拒水表面成為其中一個熱門議題。荷葉上的超疏水現象表明由親水材料制成的具有特殊微納結構的表面可以實現疏水甚至超疏水特性。因此，越來越多的研究人員致力于設計和制造特別的微納結構使得由親水材料組成的表面呈現出超疏水的特性，進而實現更多特定的功能。

西安交通大學機械工程學院張輝副教授等提出了一種新型 3D 打印仿生超疏水花瓣狀微結構表面，其靈感來自豬籠草口緣區域的水釘扎效應。

該團隊利用摩方精密高精度3D打印技術(nanoArch® P140，精度：10 μm)實現了花瓣狀微結構表面的制備。具有花瓣狀微觀結構的親水性樹脂具有宏觀超疏水性和優異的拒水性。與普通蘑菇形結構相比，優化后的花瓣狀結構承載力最大增加率為58.3%。相應的機理分析表明，鋒利的邊緣效應和弓形曲線效應是造成這種超排斥性能的原因。

然后團隊進行了對幾何特征（花瓣數量P、結構間隙S及花瓣結構占比K）對花瓣狀微結構表面液滴承載能力影響的實驗研究。覆蓋微結構數、接觸角變化和最大崩潰體積參數反映了不同參數表面的液滴承載能力。優化后的微結構陣列（花瓣數量P為4，結構間隙S為100 μm，花瓣結構占比K為0.5）與普通蘑菇形微結構相比，液滴承載力的最大增加率為58.3%。

花瓣狀微結構表面具有優異拒水性可用于超大液滴承載、微反應器、無損液滴搬運、傾斜表面液滴快速脫附、油水分離、氣泡保持和減阻等領域。