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与水滴接触角大于150°和滚动角小于10°的超疏水表面由于极其重要的基础研究和实际应用价值引起了人们的广泛关注。迄今为止，科学家已经提出了各种各样的方法来构建粗糙的微、纳米结构试图实现材料界面超疏水性能的控制，但它们中的绝大部分都不能满足后者条件，水滴在表面上被牢牢钉住而不能滚动。从应用角度来讲，这显然是不够的。鉴于天然超疏水生物表面经过数百万的进化，其微观结构和宏观性能皆渐趋完美，师法自然日益成为开发先进功能材料和解决工程技术难题的一条重要捷径。
本论文中，对两种天然超疏水生物表面—水黾昆虫的腿部和蚊子的复眼进行了仿生研究，这些研究结果将会为设计和开发具有高负载力、快速推进能力的微型水上机器以及具有防雾透明的光学器件提供创新性的灵感。
1.从微观结构的角度，在国际上首次揭示了水黾腿疏水机制的奥秘。研究表明，空气能被有效地俘获在粗糙微结构的缝隙内，在水黾腿的表面形成稳定的气膜，阻止了水的浸润，在宏观上表现为惊人的超疏水性能和高负载力。
2.采用简单的氨水溶液浸泡法在人造腿铜丝表面仿生制备了表面具有类似水黾纳米沟槽的纳米锥阵列结构，表面经过氟硅烷自组装单分子层化学修饰后，展示了理想的超疏水性能和优异的水上负载能力。
3.结合实验和理论的方法揭示了水黾刚毛特殊形态和微纳米结构的进化与其优异水上行走能力之间的关系。为了能毫不费力站在水面上，水黾腿表面选择了直径从根部微米尺度渐变至尖部纳米尺度的针状刚毛结构；为了适应水上快速行走，刚毛必须倾斜取向并进化成中空构造和表面纳米沟槽结构。
4.在国际上首次发现一种生物光学器件一蚊子复眼具有理想的超疏水防雾功能。研究表明，这是由于复眼表面微米半球的六方密堆砌排列及其表面特殊的圆锥形纳米乳头结构造成的。此外，利用软光刻和自组装技术仿生制备了超疏水人工复眼微纳米分级结构。