受自然启发,构筑具特殊浸润性的界面材料,有望获得重要和广泛的应用。目前研究中,具单一特殊浸润性的膜材料在油水分离、抗污防油等显示了良好的应用前景,若能将不同特殊浸润性材料进行理性整合,所设计得到的具有亲水/疏水二元协同作用的浸润性整合膜体系将会为界面问题的研究提供更多设计思路和研究方案。本论文中,我们以亲水/疏水协同作用为基础,利用流体在不同浸润性材料上的表面张力差异,构建了具有流体定向传输能力的智能膜系统,并将其用于液体输运、雾水收集以及气体门控等的研究。在水中,超疏水材料显示出对气体的主动吸附能力,且亲水材料对气体有明显的排斥能力。基于此现象,我们首次制备了在水下对气体有单向导通能力的Janus浸润性网材。证明了在表面能梯度的作用下,气泡仅可从网材的亲水面,向超疏水面进行渗透、迁移。而在反方向上,气泡难以穿过网材。此研究有望对智能流体控制器件的设计提供理论参考,并丰富超浸润整合性膜系统的研究及应用。同样,基于此类亲水/疏水协同系统的定向传质能力,我们也设计实现了可高效收集雾气中水分,且快速输运贮存雾水的,Janus浸润性网材。于疏水界面上收集的液体可在表面能梯度的作用下定向迁移到亲水层中,实现了雾水的高效收集、主动输运及快速贮存的一体化雾水收集过程,有望对雾水收集、蒸汽冷凝体系的研究提供创新方法。