p Nossa compreensão de como manipular e controlar líquidos em tecnologia foi transformada pelas superfícies funcionais desenvolvidas por organismos vivos para interagir com seu ambiente. Folhas de lótus repelentes de água, caixas-asas coletoras de água de besouros do deserto, e pele de lagartixa que remove água são alguns dos muitos organismos que inspiraram soluções para os desafios das tecnologias de manipulação de líquidos. A exigência de superfícies repelentes de líquidos infiltra-se nas indústrias de arquitetura, para dispositivos médicos, e produtos domésticos. p As superfícies lubrificadas em um contexto tecnológico são chamadas de Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces (SLIPS). Eles travam na água e criam uma superfície de auto-limpeza no metal, plástico e têxteis para repelir contaminantes. Interessantemente, A tecnologia SLIPS é inspirada na superfície escorregadia de uma planta carnívora (Nepenthes). Jarras produzem armadilhas de queda, derivado de folhas, atrair, capturar, reter, matar e digerir presas animais (geralmente insetos) para permitir que sobrevivam em ambientes pobres em nutrientes. Uma característica chave do arremessador é o peristomo, que tem inclinação, cristas macroscópicas, por sua vez, constituído de cristas microscópicas. Quando molhado, o perístomo torna-se altamente escorregadio, o que leva os insetos a deslizarem dele, na armadilha, onde eles são decompostos em uma poça de sucos digestivos, liberando nutrientes para a planta.

p Uma deficiência no SLIPS tem sido a falta de interação de soltar-sólido, o que significa que controlar o movimento das gotículas de líquido em suas superfícies é inerentemente difícil. Mais importante, esta falta de transporte de gotículas controlado limitou a aplicação dessas superfícies de derramamento de líquido em tecnologias baseadas em gotículas. Mecanismos de aproveitamento do transporte direcional de gotículas serão importantes para informar o projeto de superfícies sintéticas que transportam as gotículas de forma controlada. Tais mecanismos podem ser aplicados a tecnologias como coleta de água da chuva e revestimentos antiembaçantes, bem como para expandir rapidamente novas tecnologias, como Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) e dispositivos microfluídicos digitais.

p O exame de superfícies funcionais na natureza também pode oferecer insights sobre a evolução dos sistemas naturais. Embora o mecanismo de captura de plantas carnívoras seja bem documentado, a funcionalidade das ranhuras na superfície do peristome permanece relativamente inexplorada. Em nosso artigo recente, mostramos que a ação capilar fixa as gotas em paralelo, sulcos com infusão de água, e dirige seu transporte de forma controlada. Isso indica que o mecanismo de retenção "armadilha" é aprimorado pela infusão de água, sulcos na superfície escorregadia do peristomo, que levam a presa para a armadilha de uma forma que é mais rigidamente controlada do que o considerado anteriormente, e evitar derrapagens arbitrárias.

p Com base em nossas observações de formigas, Drosophila voa, e gotas deslizando no peristome escorregadio, criamos superfícies artificiais, inspirado pela planta, capaz de capturar, retendo e direcionando a viagem de gotículas de líquido. Criamos vários modelos, incluindo degraus e trincheiras, sobre o qual posicionamos gotículas de líquido e observamos seu comportamento. Gotículas em contato com características (análogas às ranhuras no peristome natural) tornaram-se fortemente aderidas e não se desprenderam facilmente, mas estavam livres para deslizar ao longo do recurso.

p Em outras palavras, os recursos tiveram uma forte influência de retenção. Eles capturaram e retiveram as gotas, mesmo quando segurado de cabeça para baixo, e controlou a direção do curso da gota. Além disso, as gotas deslizariam ao longo das ranhuras em ângulos superficiais notáveis ​​- mesmo que apenas alguns graus. Essas descobertas revelam um mecanismo potencial para o desenvolvimento de sistemas nos quais o transporte de gotas é guiado por grades curvas de energia. Estes forneceriam um meio biomimético de transporte e classificação de gotículas que é simples de implementar em dispositivos fluídicos à base de gotículas e poderia permitir o transporte de massa eficiente de líquidos ao longo de caminhos pré-determinados.