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Micro-/nanostructures meet anisotropic wetting: from preparation methods to applications
Materials Horizons ( IF 12.2 ) Pub Date : 2020-07-02 , DOI: 10.1039/d0mh00768d Peng Ge 1, 2, 3, 4, 5 , Shuli Wang 1, 2, 3, 4, 5 , Junhu Zhang 1, 2, 3, 4, 5 , Bai Yang 1, 2, 3, 4, 5
Materials Horizons ( IF 12.2 ) Pub Date : 2020-07-02 , DOI: 10.1039/d0mh00768d Peng Ge 1, 2, 3, 4, 5 , Shuli Wang 1, 2, 3, 4, 5 , Junhu Zhang 1, 2, 3, 4, 5 , Bai Yang 1, 2, 3, 4, 5
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A surface is said to be isotropic in wettability when the contact angles measured in all direction are identical. On the contrary, once a surface shows distinct contact angles in “specific” but not random directions, the surface is considered to show anisotropic wetting, accompanied by anisotropic droplet spreading (in cases with greater wetting) or anisotropic droplet movement (in cases with greater anti-wetting). Anisotropic wetting occurs when the liquid contact line encounters physical asymmetry or chemical heterogeneity present on a solid surface. In recent years, anisotropic wetting surfaces have attracted wide scientific attention for both fundamental research and practical applications. Controllable directional liquid transportation, as a promising and important form of intelligent liquid manipulation, plays an important role in lots of fields. In nature, anisotropic wettability has been observed on a variety of biological surfaces, such as rice leaves, butterfly wings, desert beetle elytra, spider silks, cactus spines, and Nepenthes alata peristomes. Inspired by biological surfaces with anisotropic wetting properties, researchers have made great progress in the design and fabrication of micro-/nanostructures with the desired anisotropic wettability. This review focuses on typical and recent advances in the areas of natural and artificial anisotropic wetting surfaces, mainly based on micro-/nanostructures, and on their preparation methods and applications in liquid transportation, microfluidics, fog harvesting, and oil–water separation. Furthermore, potential applications of anisotropic wetting micro-/nanostructures in microreactors, biomedical devices, and sensors are presented.
中文翻译：
微米/纳米结构满足各向异性润湿：从制备方法到应用
当在所有方向上测量的接触角相同时，表面被认为是各向同性的。相反，一旦表面在“特定”方向上显示出不同的接触角，而不是随机方向，则认为该表面显示出各向异性的润湿性，并伴随着各向异性的液滴散布（润湿性较大的情况）或各向异性的液滴运动（粘度较大的情况）防湿）。当液体接触线遇到固体表面上存在的物理不对称性或化学异质性时，就会发生各向异性润湿。近年来，各向异性润湿表面在基础研究和实际应用中都引起了广泛的科学关注。可控制的定向液体传输，作为智能液体处理的一种有前途且重要的形式，在许多领域都发挥着重要作用。在自然界中，已经在各种生物表面上观察到各向异性的润湿性，例如稻叶，蝴蝶翅膀，沙漠甲虫鞘翅，蜘蛛丝，仙人掌刺和阿拉塔猪笼草。受具有各向异性润湿特性的生物表面的启发，研究人员在设计和制造具有所需各向异性润湿性的微/纳米结构方面取得了长足的进步。这篇综述着重于自然和人工各向异性润湿表面领域的典型和最新进展，主要基于微/纳米结构，以及它们在液体运输，微流体，雾收集和油水分离中的制备方法和应用。此外，还提出了各向异性润湿微/纳米结构在微反应器，生物医学设备和传感器中的潜在应用。
更新日期：2020-07-02
中文翻译：
微米/纳米结构满足各向异性润湿：从制备方法到应用
当在所有方向上测量的接触角相同时，表面被认为是各向同性的。相反，一旦表面在“特定”方向上显示出不同的接触角，而不是随机方向，则认为该表面显示出各向异性的润湿性，并伴随着各向异性的液滴散布（润湿性较大的情况）或各向异性的液滴运动（粘度较大的情况）防湿）。当液体接触线遇到固体表面上存在的物理不对称性或化学异质性时，就会发生各向异性润湿。近年来，各向异性润湿表面在基础研究和实际应用中都引起了广泛的科学关注。可控制的定向液体传输，作为智能液体处理的一种有前途且重要的形式，在许多领域都发挥着重要作用。在自然界中，已经在各种生物表面上观察到各向异性的润湿性，例如稻叶，蝴蝶翅膀，沙漠甲虫鞘翅，蜘蛛丝，仙人掌刺和阿拉塔猪笼草。受具有各向异性润湿特性的生物表面的启发，研究人员在设计和制造具有所需各向异性润湿性的微/纳米结构方面取得了长足的进步。这篇综述着重于自然和人工各向异性润湿表面领域的典型和最新进展，主要基于微/纳米结构，以及它们在液体运输，微流体，雾收集和油水分离中的制备方法和应用。此外，还提出了各向异性润湿微/纳米结构在微反应器，生物医学设备和传感器中的潜在应用。
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