超疏水表面因其独有的特性而在自清洁、微流体、防冰和生物传感等领域有着广泛的应用前景。近年来，随着柔性材料及电子器件的不断兴起，对超疏水功能化柔性基底的需求亦不断提升。一方面，柔性超疏水表面依然需要面临传统超疏水所存在的如耐磨损稳定性的挑战；另一方面，柔性超疏水薄膜易于贴附在不同曲率的表面，且其在机械变形中疏水性能的保持也是衡量其性能的关键；再者，便捷环保的制备方式，对拓宽超疏水柔性薄膜在不同场景的实际应用亦具有重要的意义。

图1：（a）基于磁场的微纤毛阵列制备及原位快速烛焰固化以实现分层微纳结构的示意图。（b）具有超疏水性能的微纳米分层结构扫描电镜图片。（c）高速水流轰击样品表面的稳定性测试。下图为半固化微纤毛表面进行烛焰固化的实验，上图为完全固化的微纤毛表面进行烛焰固化的对比。水流注射速度约为10.4 m/s，韦伯数约为526，水压约为0.17 MPa。

  有鉴于此，课题组提出了一种简单的制备工艺，来实现具有高鲁棒性的柔性超疏水薄膜。该方法无需依赖过多的精细设备，只需要永磁铁提供的磁场及蜡烛火焰即可实现稳定的柔性超疏水。如图1a所示，该工作采用常见的磁基聚合物（PDMS及羰基铁粉），在外加磁场下使其自动生成微纤毛阵列；当其在定型且表面处于半固化状态时（如低温烘烤2 h），将其放置于蜡烛之上，在高温烛焰中进行快速固化。烛焰带来的高温在快速固化纤毛表面的同时，亦对纤毛表面进行蚀刻，且沉积的碳纳米颗粒在该过程中会与未完全固化的微结构表面连为一体，从而实现了一体化的微纳米结构，而这正是该工作中能够实现机械及化学稳定性的关键之处。在该过程中，也会有大量的纳米颗粒依靠物理吸附附着于样品表面（图1b）；不排除该颗粒在超疏水方面所起到的提升作用，但正如后文所述，其基底所具有的一体化微纳米分层结构才是超疏水稳定性的根本原因。

图2：（a）经超声处理后的微纤毛表面变化示意图。（b）经过不同时间的超声处理后，不同样品的表面滚动角变化趋势。（c）液滴弹跳实验结果。液滴速度为0.88 m/s，样品为经超声处理1小时。

图3：（a）经过化学腐蚀处理后的样品表面接触角及滚动角的变化趋势。（b）经过酸碱浸泡后的样品，在高速水流轰击下的液柱反弹实验。水流速度约为2.60 m/s，直径约为350 μm。（c）周期性双面胶挤压样品表面的装置图，及其接触角与滚动角变化趋势。所施加的正向压力范围为0.28 - 1.12 MPa。（d）切向磨损实验装置示意图。（e）经过切向磨损500周期后（压力为25 kPa），样品的表面扫描电镜图片。

图4：（a）薄膜样品粘贴于雨伞表面后，用水珠反复轰击样品表面以进行疏水稳定性能测试。（b）机械稳定性的测试，测试包含了模拟生活中常见的磨损如铁丝球、螺丝刀、砂纸、手指按压，及手术刀刮损等。

  该工作得到了澳门科学技术发展基金及澳门大学研究基金的支持。相关成果发表于Chemical Engineering Journal。澳门大学应用物理及材料工程研究院博士生陈戈、戴子忆为文章的共同第一作者。通讯作者为周冰朴助理教授；广州大学化学化工学院林璟教授，及澳门大学潘晖教授，王双鹏教授，周胤宁教授亦为此工作提出了宝贵意见。