折返或凹角结构广泛存在于甲虫、蜘蛛、壁虎、猪笼草等生物表面，呈现出高度进化的精致形状，包括蘑菇头、悬垂、梯形、球体、斜锥形、抹刀状、尖锐边缘等，同时赋予了多样的表面功能，用于超疏水、黏附和定向流体导航。大自然如此神奇，相似的折返结构可以造就多种功能表面。尽管结构如此相似，仍需要合理设计折返结构的参数，包括折返角、形状、间距、直径、厚度、锐度和各向异性，以及根据润湿性和机械性能选择合适材料，实现最优的特定功能。例如，超疏水和流体导航更喜欢尖锐的折返结构，以防止液体渗入折返结构内部；强黏附更关心折返结构的接触面积、厚度和多级层次，利于稳定粘附在粗糙表面。因此，非常有必要阐明折返结构的结构参数与宏观表面润湿和黏附之间的潜在关联，指导折返结构表面的优化设计，获取一种或多种最优功能于一体。得益于这些优越性能，自然启发的折返结构表面在各种应用中开始崭露头角，包括自清洁、防污、防病毒、纺织品、微流控芯片、油水分离、太阳能蒸发、海水淡化、粘合剂、生物电子、传感器、机械软抓手和机器人等。

图1 弹尾目虫、壁虎、猪笼草启发的折返结构表面及其功能

图2 超疏折返结构表面：球形、倒梯形、单沿T形、双沿T形、三沿T形，多级折返结构

图3 定向液体导航折返结构表面：倒梯形、斜锥形、单沿T形、双沿T形

 图4 黏附折返结构表面：蘑菇头形、多级蘑菇头形、漏斗形、双沿T形、折返结构联锁、不对称折返结构

图5 自然启发的折返结构表面的多功能应用

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2022.101064