受自然生物學(xué)啟發(fā)制備的具有不同潤濕特性的功能性表面在液體收集、液滴操縱、減阻及油水分離和藥物輸送系統(tǒng)等領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。值得注意的是，功能性拒水表面成為其中一個(gè)熱門議題。荷葉上的超疏水現(xiàn)象表明由親水材料制成的具有特殊微納結(jié)構(gòu)的表面可以實(shí)現(xiàn)疏水甚至超疏水特性。因此，越來越多的研究人員致力于設(shè)計(jì)和制造特別的微納結(jié)構(gòu)使得由親水材料組成的表面呈現(xiàn)出超疏水的特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更多特定的功能。

西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院張輝副教授等提出了一種新型 3D 打印仿生超疏水花瓣?duì)钗⒔Y(jié)構(gòu)表面，其靈感來自豬籠草口緣區(qū)域的水釘扎效應(yīng)。

該團(tuán)隊(duì)利用摩方精密高精度3D打印技術(shù)(nanoArch® P140，精度：10 μm)實(shí)現(xiàn)了花瓣?duì)钗⒔Y(jié)構(gòu)表面的制備。具有花瓣?duì)钗⒂^結(jié)構(gòu)的親水性樹脂具有宏觀超疏水性和優(yōu)異的拒水性。與普通蘑菇形結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)化后的花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)承載力最大增加率為58.3%。相應(yīng)的機(jī)理分析表明，鋒利的邊緣效應(yīng)和弓形曲線效應(yīng)是造成這種超排斥性能的原因。

然后團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了對幾何特征（花瓣數(shù)量P、結(jié)構(gòu)間隙S及花瓣結(jié)構(gòu)占比K）對花瓣?duì)钗⒔Y(jié)構(gòu)表面液滴承載能力影響的實(shí)驗(yàn)研究。覆蓋微結(jié)構(gòu)數(shù)、接觸角變化和最大崩潰體積參數(shù)反映了不同參數(shù)表面的液滴承載能力。優(yōu)化后的微結(jié)構(gòu)陣列（花瓣數(shù)量P為4，結(jié)構(gòu)間隙S為100 μm，花瓣結(jié)構(gòu)占比K為0.5）與普通蘑菇形微結(jié)構(gòu)相比，液滴承載力的最大增加率為58.3%。

花瓣?duì)钗⒔Y(jié)構(gòu)表面具有優(yōu)異拒水性可用于超大液滴承載、微反應(yīng)器、無損液滴搬運(yùn)、傾斜表面液滴快速脫附、油水分離、氣泡保持和減阻等領(lǐng)域。