元素百科介绍微纳功能表面和制造研究的突破。表面润湿特性是表面界面科学的重要研究内容之一。研究和制备不同性质的渗透性表面可以加深对表面/界面物理的理解，提高各种材料表面的功能性能，扩大材料的应用范围。中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网络部副研究员周晓峰与香港城市大学副教授王钻凯在微纳仿生功能表面研究和制造领域保持着密切的合作关系。近日，上海微系统研究所无线事业部与香港城市大学、中国石油大学(华东)、诺森比亚大学与利哈伊大学合作，在微纳米仿生表面液体驱动领域取得突破。研究结果于10月27日发表在Science上 Advances (Vol. 3, no. 10, eaao3530)上。
本研究提出并设计加工了无动力液体定向调节的功能表面结构，创造性地管理了液体运输方向，引入了拓扑流体二极管的概念，形成了类似二极管的单向导通效应：使用“Corner effect将液体沿设计方向流动，并结合“Reentrant effect控制液体的反向运动，两者完美结合，不相互干扰，实现长距离液体自驱动传输。本研究揭示了微纳功能表面结构无动力液体定向调节的内部机制，实现了无动力、长距离、定向输送功能。本研究揭示了微纳功能表面结构无动力液体定向调节的内部机制，实现了无动力、长距离、定向输送功能。
这种流体二极管突破了以往渗透梯度驱动的传输长度限制和不对称结构驱动的铺设速度限制，大大提高了液体定向传输的效率，具有广泛的普遍性和稳定性，可以传输不同性质的液体（低表面液体和高粘度液体），可以沿不同路径传输液体，可以克服重力传输液体，甚至可以克服温度梯度传输。流体二极管的优越性能使其在水收集、液体传输、微流体、生物医学、电子冷却等领域具有巨大的应用前景。该研究为微纳功能表面/界面的设计和制造开辟了新的理论方向和技术基础。
