液滴的高效抓取和無損釋放在醫(yī)學中的藥物融合或靶向轉(zhuǎn)移,、冷凝器表面或芯片實驗室熱耗散等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用,。目前，液滴轉(zhuǎn)移往往由兩個具有不同粘附性的表面去實現(xiàn),，即將液滴從低粘附浸潤表面轉(zhuǎn)移至高粘附浸潤表面,，且液滴的無損、自由釋放較難實現(xiàn),。
最近,，北京理工大學*結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院陳少華、劉明課題組設(shè)計并制備了一種新型的多級微結(jié)構(gòu)仿生功能表面,，可利用同一表面實現(xiàn)液滴的高效抓取和無損釋放,。該表面由磁顆粒填充的微尺度平板陣列結(jié)構(gòu)組成，微平板尺寸為5mm×0.12mm×1mm,，每個微平板左右兩側(cè)分別分布有尺寸為60μm×60μm×50μm的矩形凹槽陣列結(jié)構(gòu)和尺寸為0.1mm×0.05 mm×1mm的矩形條帶陣列結(jié)構(gòu),，如圖1所示。該研究首先使用精度為10μm的3D打印機（nanoArch S140,，摩方精密）制備實驗模板,，再結(jié)合倒模法制備出具有磁響應(yīng)特性的多級微結(jié)構(gòu)陣列表面。
圖1 微平板陣列功能表面的 (a)結(jié)構(gòu)示意圖及其(b)實驗制備簡圖
磁場作用下,，操控微平板產(chǎn)生定量的彎曲大變形,，使含矩形凹槽陣列的表面*暴露，其粘附力高達252μN,，接觸角為151º,，呈現(xiàn)類似玫瑰花瓣的高粘附浸潤特性，可有效抓取體積較大的液滴,；旋轉(zhuǎn)磁場使其形變恢復,，表面粘附力降低至57μN，呈現(xiàn)類似荷葉的低粘附浸潤特性,。進一步對微平板陣列結(jié)構(gòu)的幾何特征參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,，結(jié)合表面在類玫瑰花瓣高粘附狀態(tài)和類荷葉低粘附狀態(tài)之間自由切換的特性，可將此多級仿生表面有效地作為液滴無損轉(zhuǎn)移的“機械手”,，液滴無損釋放及其轉(zhuǎn)移過程見圖2-3所示,。
圖2液滴的無損,、自由釋放行為
圖3 液滴無損轉(zhuǎn)移過程
該成果以“Amechanical hand-like functional surface capable of effciently grasping andnon-destructively releasing droplets”為題發(fā)表在國際期刊Chemical Engineering Journal (IF = 13.273，中科院工程技術(shù)類分區(qū)一區(qū))上,。北京理工大學*結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院和機械與車輛學院博士后劉明為文章第一作者,，陳少華教授為通訊作者，彭志龍教授,、姚寅副教授和博士研究生李程浩參與了該工作,，此工作得到了國家自然科學基金（No..12032004, 11872114, 12102041）和中國博士后科學基金（No. 2021M690401）的支持與資助。
原文鏈接：
https://authors.elsevier.com/c/1dtwc4x7R2YpjE
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