通过3D打印制备大尺寸蘑菇状柔性超疏水仿生微结构学术资讯

近日，上海交大机械与动力工程学院胡松涛副教授课题组设计并制备了具备机械强度的柔性超疏水仿生微结构，兼具抗液性与耐磨性，相关研究成果在机械装备抗液防冰等领域具有重要的应用前景。该成果以“Biomimetic Water-Repelling Surfaces with Robustly Flexible Structures”为题发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。

现有的面向低温冲击液滴的超疏水界面工作遵循刚性和柔性两类设计原则，可有效缩短固液接触时间，但受限于苛刻的固液冲击定位要求。研究团队在之前工作中，借鉴跳虫胸壳的蘑菇状仿生结构来抵抗冲击液滴，但将底部立柱状刚性支撑替换为弹簧状柔性支撑来调整结构的整体力学性能，形成了“类皮肤-肌肉”柔性超疏水界面微结构的设计思想。该结构被证实可消除界面润湿性能对液滴冲击定位的依赖，但受限于弱机械强度。因此，研究团队改进了柔性微结构设计，形成了由刚性平板和柔性弹簧组所构成的大尺寸蘑菇状超疏水仿生微结构。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch S140，摩方精密）高效、精准地实现了上述界面设计的样机制备。