不受重力影响,没有明显的能量输入,液滴在垂直壁上奔跑,绕圈运动,甚至上下翻滚——这一切都要归功于超双疏表面。这种材料可以通过编程来精确控制液滴的运动,这可能会在微流体和水收集中得到应用。

放置在超双疏表面上的液滴,既排斥水也排斥油,随机移动,移动距离不太远,这对于在收集水等应用中操纵流体并不理想。一些具有渐进化学修饰的材料允许定向液滴传输,但它们很难制造。

来自中国和德国的一组研究人员现在创造了一种材料,可以让液滴以前所未有的速度沿着预先编程的路径奔跑——比喷气发动机推进的液滴快10倍莱顿弗罗斯特效应.各种各样的液体,包括水、血液、甘油和苯胺,都可以被制成圆周运动、沿柔性表面运动、沿垂直斜坡运动,甚至颠倒运动。

超双疏表面由氟化多孔二氧化硅制成。它的程序很简单,就是从不断升高的高度将水滴到其表面。虽然分子机制仍在争论中,但研究人员认为水滴会在表面产生带负电荷的氧化硅缺陷。由此产生的电荷密度梯度推动和引导液滴。

通过交替带电荷梯度和不带电荷梯度的斑块,研究人员可以让液滴传播的距离几乎是其自身直径的100倍。研究小组甚至制作了一种载货装置,用塑料片平衡在四个液滴轮子上,它在超双疏表面上移动,没有任何额外的能量输入。