来源：Wiley工程世界

编辑：光印达

润湿性与自然界的启示

润湿性是固体表面的核心特性之一，在自然界中扮演着关键角色。动植物通过进化出独特的表面结构（如荷叶的超疏水表面、沙漠甲虫的集水结构），实现了对环境的高效适应。这些生物灵感为人类解决工程问题提供了新思路，例如：

• 汽车挡风玻璃和农业大棚的防雾设计可提升透光率；

• 太阳能电池板的自清洁表面能减少效率损失。

传统表面处理技术（如电化学沉积、纳米光刻）常受限于工艺复杂性或材料兼容性，而增材制造（3D打印）凭借其高设计自由度、材料多样性及精准控制能力，成为制备高性能功能表面的突破性解决方案。

液滴界面：增材制造的核心与前沿

电子科技大学张翼教授、张晓升教授、邓旭教授团队在《Droplet》期刊发表的综述《Droplet interface in additive manufacturing: From process to application》，系统解析了液滴界面在增材制造中的双重角色：

1. 工艺控制中的液滴界面

• 液滴的润湿性、黏附力和动态行为直接影响打印精度（如液滴喷射式3D打印需精确控制界面张力）；

• 光固化技术通过调控液膜界面实现连续打印（图2a-c），仿生低黏附设计可减少材料浪费。

2. 功能应用中的液滴界面

• 仿南洋杉叶片的多级结构（图3a）可高效收集雾滴；

• 磁性微流控芯片（图3e）通过数字化控制液滴移动，应用于生物检测。

• 增材制造可定制复杂微结构，实现液滴定向输运（图3），例如：

挑战与未来方向

尽管增材制造在液滴界面领域成果显著，仍面临以下挑战：

1. 材料数据库缺失：需建立智能材料库，关联成分-工艺-性能，加速新型表面设计；

2. 多尺度调控难题：如何协同宏观结构与微观形貌以实现更优界面性能；

3. 工业化应用瓶颈：提升大规模制造的稳定性和成本效益。

未来，结合机器学习与跨学科理论，增材制造或将在柔性电子、生物医疗等领域开辟更广阔的应用场景。

原文链接：https://doi.org/10.1002/dro2.57