霧汽收集與防冰應用涉及到水與對象表面兩個完全相反的作用過程：前者自發將空氣中水汽凝結至表面，後者自發將表面水汽驅離。那麼，面向兩種應用的仿生超浸潤表面的製備是否也如其工作方式一樣截然相反？
圖1 霧汽收集(左)與防冰(右)功能示意圖
近日，華中科技大學史鐵林教授與廖廣蘭教授(共同通訊作者)在Science China Technological Sciences發表題目為「Bio-inspired manufacturing of superwetting surfaces for fog collection and anti-icing applications」綜述文章，系統地總結了面向霧汽收集與防冰應用的仿生超浸潤表面製備工藝的最新進展。
該文首先簡明扼要地介紹了浸潤性理論及超浸潤表面在霧汽收集與防冰應用的工作原理，隨後針對典型生物(仙人掌、蜘蛛絲、甲殼蟲、荷葉、豬籠草等)，從其功能結構、工作原理、製備工藝三個方面展開了討論。
圖2 (a)仙人掌、(b)蜘蛛絲、(c)甲殼蟲、(d)荷葉和(e)豬籠草生物體浸潤性功能結構及其與水汽作用示意圖
最後，該文對比分析了面向霧汽收集與防冰應用的仿生超浸潤表面製備工藝之間的聯繫。
仿生超浸潤表面的表面粗糙度對其霧汽收集與防冰應用均有着正面的影響，因而開發出表面形貌可控、作用效果穩定、可大面積製備的表面改性工藝對霧汽收集與防冰效果的提升具有重要的意義。
利用水汽自發冷凝與水滴自發驅離兩個過程的特點，可將兩個過程結合：藉助自發驅離效果實現液滴定向、快速收集，提升霧汽收集效率；藉助自發冷凝效果實現水滴的匯聚，加速驅離，改善防冰效果。
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ZHANG XuNing, GAN Lang, SUN Bo, LIU ZhiYong, LIAO Guang Lan & SHI TieLin, Bio-inspired manufacturing of superwetting surfaces for fog collection and anti-icing applications. Sci China Tech Sci, 2022, 65, https://doi.org/10.1007/s11431-022-2101-9
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