在过去的几十年里,全球淡水紧缺威胁着全世界的可持续发展和生态安全,如何以简单且高效的方式获取淡水已成为科学家们亟待解决的问题。雾,由大量悬浮在空气中的微小水滴组成,是一种不容忽视的淡水资源,特别是在干旱和半干旱地区。因此,从空气中收集雾水对于缓解这些地区淡水危机具有重要意义。在自然界,许多动植物进化出了特殊的表面结构和化学来收集雾水以求生存,例如甲壳虫背部交替的疏水、亲水突起,蜘蛛丝上周期性的纺锤节结构,仙人掌锥形的刺等等。大量研究表明各向异性的润湿性和不对称的锥形结构能产生润湿性梯度和拉普拉斯压差,这有助于液滴克服表面的毛细管粘附或接触角滞后,进而实现液滴的高效运输和收集。受这些生物启发,研究人员制备了大量的仿生雾水收集材料,其中受甲壳虫启发的疏水/亲水交替的表面引起了广泛关注。目前,制备这种表面主要采取两种策略,即随机地或精确地将亲水区分散到疏水表面。前者简单且易于操作,而后者往往需要复杂的工艺,比如光刻和喷墨打印技术。本文首先介绍了自然界中生物的集水行为,并解释了其相应的集水机制,接着阐述了相关的表面润湿的概念和理论,然后比较系统地总结了受甲壳虫启发的雾水收集表面的最新研究进展。在这些基础上,采用两种简单的方法制备出两种疏水/亲水交替的表面,并对其表面形貌、化学成分、润湿性能和雾水收集性能进行了研究。首先,利用水热法在不锈钢网上生长一层氧化锌纳米棒结构,通过浸涂和退火的过程,在氧化锌纳米棒上沉积氧化铁纳米颗粒。再用正十八硫醇的乙醇溶液修饰。通过ESEM、XPS、XRD对该表面的形貌和成分进行了表征。正十八硫醇能选择性地与氧化锌反应而不能与氧化铁反应,这样就形成了一个类似甲壳虫背部的疏水/亲水交替的表面。该表面表现在空气表现出超疏水性,而在水下表现出超疏油性。实验发现,改变浸涂时间能有效地调控表面润湿性,从而影响雾水收集的效率。当浸涂时间为60s时,收集效率最高,达977.0mg cm-2 h-1。此外,通过测试发现其具有良好的重复使用性能。然后,利用铵碱氧化法在铜网上生长氢氧化铜纳米带结构,用两种硫醇(HS（CH2）11CH3和HS（CH2）11OH)混合的乙醇溶液修饰。通过SEM、XPS、XRD对该表面的形貌和成分进行了表征。其中甲基封端的硫醇是疏水的,而羟基封端的硫醇是亲水的,这样就形成了一个纳米尺度疏水/亲水交替的图案化表面。通过提高混合溶液中甲基封端硫醇的摩尔分数可以实现表面从超亲水到超疏水的润湿调控。当甲基封端的硫醇的摩尔分数为0.6时,该图案化的表面显示出最高的收集效率,值为1375.3mg cm-2 h-1。