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  自上世紀90年代微流控技術誕生起，表面浸潤性便一直扮演著關鍵作用。例如，微通道的浸潤性決定了微液滴能否穩定生成，數字微流控技術利用電潤濕原理進行靈活的液滴操控，紙基微流控通過圖案化親疏水通道實現快速廉價的分析檢測，工程化表面浸潤性可在開放空間中實現各種定向液體輸運和液滴傳輸等。然而，作為硬幣的另一面，微流控技術能否以及如何助力材料浸潤性研究仍然是個懸而未答的問題。回答這一問題對微流控和浸潤性領域的共同發展和交叉融合有深遠意義（圖1）。

圖1. 微流控和浸潤性相互促進

  近日，香港城市大學朱平安助理教授和香港大學王立秋教授在Chemical Reviews 發表題為“Microfluidics-Enabled Soft Manufacture of Materials with Tailorable Wettability” 的長篇綜述，系統回顧了利用微流控軟制造技術制備具有可控浸潤性材料的發展歷程。論文首先介紹了常見的浸潤現象和機理，繼而介紹了微流控法工程化功能材料的一般過程，在此基礎上詳細闡述了具有可控浸潤性的微顆粒、微纖維、多孔表面的微流控制備與應用，最后提出了總結和展望。

微流控軟制造

  微流控軟制造指以微流控技術產生的流體系統為模板進行材料的精確制備和性能調控，常見的流體模板包括液滴、氣泡、射流、乳液、液體泡沫等（圖2）。由于這些流體系統均是可變形的軟物質，作者將這一技術命名為“微流控軟制造”。根據自組裝的次序不同，流體模板可歸類為單個液滴和氣泡、1維陣列、2維和3維組裝體。

圖2. 微流控軟制造基本流程

浸潤現象

  作者詳細介紹了液體在二維表面、纖維表面和微納顆粒表面的基本潤濕現象和規律，如二維表面潤濕包括楊式方程、Cassie態、Wenzel態、亞穩Cassie態、Cassie-Wenzel潤濕轉變的突破壓力等概念；纖維表面潤濕包括纖維表面液膜涂覆、靜態液滴的形狀、動態液滴的定向運動、多根纖維的潤濕等；微納顆粒潤濕包括界面吸附能、Pickering乳液、界面堵塞的雙連續乳化凝膠（Bijel）、液體彈珠、裝甲氣泡等概念和系統。

調控材料浸潤性

  以微流控液滴為模板制備的微顆粒具有單一浸潤性（親水或疏水）、兩親性（一面親水一面親油）、核-殼非均質浸潤性；以微流控射流為模板制備的微纖維具有蛛絲狀、念珠狀、多孔狀等形貌特征，因此具備可調的拉普拉斯壓力梯度和表面能梯度，適用于液體操縱；以乳液和液體泡沫為模板制備的多孔表面由于具備獨特的互連結構，呈現出多種優異的浸潤性，如超疏水、全疏液、超疏熱水、液下超疏液、液體灌注的超滑態（SLIPS）、雙面非均質浸潤性等。微流控工程化的浸潤性材料具有廣闊的應用前景，如顆粒表面活性劑、微型馬達、藥物遞送、水處理、水收集、液體輸運、液滴操縱、傳熱調節和組織工程等。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.1c00530