不依赖于材料化学性质的液体全超排斥双凹物理结构

通过对疏水材料表面进行粗化/结构化处理，可以获得超疏水或超疏油结构。但目前还没有哪一种材料具有对表面能极低的液体（如氟化物溶液）完全排斥的浸润特性。

最近，美国加利福尼亚圣地亚哥大学分校机械与航空航天工程系的Liu等研究制备了一种特殊的“平头钉"双凹结构，获得了极低的液-固接触比。这一物理结构可将任何材料表面转变成对任何液体超排斥的特性。该技术采用光学光刻与多次反应离子刻蚀技术，在材料表面构建出一种独特的纳米纹理结构,即纳米尺度的“平头钉"阵列井儿沟，每个“钉子”头部的直径约为20微米，之间相隔100微米，横截面如衬线体字母“T”（如图1所示）。液体在这种结构表面会自动形成球形，当表面发生倾斜时就会发生滚动。液体四周几乎都由空气包围，受重力的作用，这些液体就像是“坐在”一个由95%的空气构成的“垫子”上。在表面张力的作用下，液体会维持球形，在材料表面来回滚动而不会发生塌陷(特性如图2所示）。即使在高温下，这种物理结构的超疏性质仍能很好的保持，具有耐紫外线耐高温并对任何液体超排斥的特性。相关研究结果发表在Science 346 1096 (2014) 上。

图1：SiO₂表面的“平头钉"双凹超疏水结构。

图2：“平头钉"双凹超疏水结构的表面排斥特性：A,不同表面结构的接触角测试结果；B,光滑表面与结构化表面接触角间的关系；C,FC-72液滴与结构碰撞的动态过程。