第十五届全国表面工程大会

微纳流固界面的润湿问题广泛存在于自然界、生命体和极端环境高端装备之中，其流固界面润湿特性直接或间接决定了部分动植物的生存环境、运动特征、捕获能力，决定着流体器件与装备的驱动、运动、传动、控制和特殊功能化等关键性能参数。因此，改变微纳流固界面的润湿性即材料和结构特征，可以直接影响流固界面的相互作用特性、亲疏水性、界面滑移与摩擦特性、流体边界层流动特性等，从而在微流控芯片、水下装备超滑减阻、海水淡化、油水分离、微纳流体器件（如微驱动器、微反应器、微纳传感器等）、医疗器械和生命检测等领域具有非常重要的应用。受仙人掌针状棘和水稻叶各向异性轨道启发，构筑具有梯度结构的超疏水锥形微柱，利用疏水亲油特性实现水下油滴的吸附和输运，界面油的油水分离效率高达99.9%，利用磁场响应实现锥形微柱在封闭管道指定区域的油污处理，充当滤料可以快速过滤油包水和水包油乳液，利用疏水亲气特性捕获水下气泡，并搭建气泡捕获、运输、收集一体化装置，收集效率~90%；利用超双疏可重入结构捕获的稳态超厚气层诱导吸附水下微油滴，超厚气层大大减小油滴驱动阻力，运动速度最高125 mm/s。仿生结构对不同介质中气泡/液滴定向输运的影响规律的揭示将为流体多相分离、气泡捕获、微流控芯片的图案化设计提供理论基础。

微纳流固界面,驱动,梯度结构,油滴,气泡