第一作者：董仕练、张晓蕾

通讯作者：肖湘衡、杨士宽

通讯单位：武汉大学物理科学与技术学院、浙江大学材料科学与工程学院

研究亮点：

通过受弹尾虫表皮微凸结构启发构筑具有超疏水和超疏油特性的纳米阵列，并成功应用于多种领域。

高精度的纳米级仿生结构的制备挑战

自然界中存在着无处不在的惊喜，受动植物微观结构的启发，研究人员已经设计了多种具有奇特物理性质的有序微纳结构，要想实现高精度的纳米级仿生结构制备存在着一定的挑战性。

弹尾虫是一种依靠皮肤进行呼吸的节肢类昆虫，喜爱生活在阴暗潮湿的环境中，为了避免被潮湿环境中的液体浸润其表面导致窒息死亡，弹尾虫在长期的进化过程中其表皮逐渐形成了一种特殊的悬浮式纳米内凹结构，这种内凹结构使弹尾虫的表皮具有优异的液滴排斥性。

成果简介

受此启发，武汉大学物理科学与技术学院肖湘衡教授与浙江大学材料科学与工程学院杨士宽教授合作，在近期工作中以廉价的单层密排聚苯乙烯（PS）胶体球阵列取代昂贵的商业光刻掩模板，结合胶体球刻蚀法与反应离子刻蚀法，最终成功构筑得到一种高精度、低成本、具有超双疏性能的仿弹尾虫表皮纳米阵列，并在多种领域具有广泛的应用前景。

图1. Small封面

要点1：仿生纳米阵列的制备

研究人员首先利用廉价的单层PS胶体球模板为基础制得孔径和间隙可控的金多孔阵列，并以纳米级的金多孔阵列取代目前刻蚀工艺中常使用的昂贵商业掩模板，获得了比商业光刻掩模板的精度（一般只能进行微米级结构制备）更高，且形貌更易控的仿生纳米阵列；

图2. 受弹尾虫表皮微凸结构启发的仿生纳米阵列设计

要点2：弹尾虫表皮纳米阵列的超双疏性能

具有类似于弹尾虫表皮结构的仿生有序微纳结构同时具有超疏水和超疏油特性，水和乙二醇液滴在仿生阵列表面的静态接触角分别高达156°和153°，当水滴与仿生有序微纳结构动态接触时不会出现黏附；且水滴能在仿生阵列基底表面发生完美的弹跳（单个液滴）和自弹跳（两个液滴）；

图3. 水滴在仿生纳米阵列表面发生弹跳和自弹跳时的频闪照片