美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，哈佛大學(xué)應(yīng)用科學(xué)家仿照豬籠草的疏水策略，開(kāi)發(fā)出了一種極為光滑的涂層材料，幾乎能排斥包括血液、油在內(nèi)的任何液體，甚至在高壓、冰凍等極端環(huán)境條件下，仍能保持排斥液體或固體的能力。這種仿生疏流技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)流體處理、燃料運(yùn)輸、防污、防凍等方面有著廣泛應(yīng)用，甚至有望帶來(lái)一種能自動(dòng)清潔的窗戶和改良型光學(xué)設(shè)備。該研究發(fā)表在近期《自然》雜志上。

豬籠草是一種葉子像水杯的食蟲(chóng)植物，尤其在雨后，其葉子表面會(huì)變得幾乎無(wú)摩擦，散發(fā)出甜味，吸引螞蟻、蜘蛛、甚至小青蛙。豬籠草的疏水策略與其他植物完全不同，它能在頂部形成一件光滑的外衣，把液體本身變成了疏水面。受其啟發(fā)，研究人員將一種潤(rùn)滑液注入具有納米微結(jié)構(gòu)的透氣性材料中，制成了這種名為“SLIPS”的疏水表面，意為“灌注液體的光滑透氣表面”。

論文首要作者，哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)院的喬安娜·艾森伯格解釋介紹，開(kāi)發(fā)的新型涂層材料勝過(guò)天然和人工的同類產(chǎn)品，為固液間排斥問(wèn)題提供了一種簡(jiǎn)單而多用途的解決方案。目前的其他疏水面，如仿荷葉效應(yīng)疏水，利用的是表面特殊紋理結(jié)構(gòu)，使水滴聚集滑落，但荷葉效應(yīng)對(duì)一些有機(jī)物或復(fù)雜液體無(wú)效，表面刮擦后或在極端條件下，液體反而會(huì)黏附或沉積在上面，而且這種疏水面難以制作，成本很高。艾森伯格指出，SLIPS就像豬籠草那樣，不僅能滑倒昆蟲(chóng)，還能排斥多種液體和固體，幾乎毫無(wú)阻滯，極輕微的傾斜都會(huì)讓液體或固體從它表面上滑下來(lái)。他們用螞蟻?zhàn)隽硕啻螌?shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)螞蟻會(huì)從上面滑落，或剛爬幾步就趕緊退回地面。

艾森伯格實(shí)驗(yàn)室博士后王德成(Tak-Sing Wong)指出，由于SLIPS非常光滑，即使用刀子刮壞一部分，也能立即自行修復(fù)，修復(fù)后仍保持疏流性能，這讓它能作為一種自動(dòng)愈合材料。如果制成光學(xué)透鏡，也是一種理想的自動(dòng)清潔設(shè)備。此外，它在高壓(675個(gè)大氣壓，相當(dāng)于海平面以下7000米)、潮濕、低溫等極端條件下也能保持這種幾乎無(wú)摩擦的特性。研究小組在一次暴風(fēng)雪之后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它在嚴(yán)寒中還能排斥冰。SLIPS的穩(wěn)定性和獨(dú)特的自愈能力，讓它幾乎能勝任任何應(yīng)用，如極地或深海探測(cè)，為嚴(yán)苛條件下的應(yīng)用帶來(lái)了廣闊前景。仿生表面不僅能在各種環(huán)境下發(fā)揮作用，而且成本低、制造簡(jiǎn)單，它還能改進(jìn)升級(jí)，因?yàn)槟憧梢赃x擇任何種類的透氣材料和多種潤(rùn)滑劑。目前，研究人員正在為這種仿豬籠草技術(shù)申請(qǐng)專利。他們預(yù)計(jì)，該技術(shù)將來(lái)可用于運(yùn)輸燃料和水的管道、醫(yī)用導(dǎo)管(如導(dǎo)尿管和輸血系統(tǒng))、自動(dòng)清潔窗、無(wú)菌無(wú)垢表面等，還可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出排斥冰的材料，以及不留指紋或亂畫痕跡的抗粘表面等。