中国科学院理化技术研究所王树涛/孟靖昕研究员近期在Matter上发表了题为“Application-oriented development of underwater superoleophobic materials: From bioinspired design to practical demands”的综述。本文对仿生水下超疏油材料(BUSMs)的发展进程进行了系统的总结(图1)。并梳理了从仿生启发到实际需求的发展脉络，为应对未来智能和复杂场景提供设计指导（图2）。

图1 时间轴展示了先进的BUSMs发展进程

  首先，本文综述了BUSMs的仿生设计从动植物原型到材料发展历程。研究从自然界中鱼鳞、荷叶、水黾腿等典型生物原型的单一特性模仿出发，逐步走向跨生物物种的结构与功能融合的设计进化。文章系统归纳了水下超疏油材料从静态、被动的非响应型表面，向动态、智能的刺激响应型体系演进的核心设计原则。这类材料能够通过对外界刺激（如pH等）做出响应，实时、可逆地调控表面性质，从而主动影响油滴的浸润状态、粘附强度与运动行为，为实现精准油滴操控奠定了基础。文章进一步聚焦于面向实际应用的关键性能要求，针对材料在复杂环境中面临的机械磨损、物理剥离、结构形变等挑战，探讨了如何提升其机械稳定性；同时，就其在腐蚀性介质、长期老化等条件下的环境耐久性，以及通过自清洁、自抛光或自修复机制维持长效功能的性能恢复能力，进行了深入论述。此外，梳理了其在油滴操控、抗油污污染及油水分离等领域的应用，展示其从传统防污涂层向水下机器人、海洋环境保护等前沿场景的拓展，并指出当前在油滴精准操控、长期防污效能维持及复杂体系分离等方面面临的挑战。

图2 BUSMs从自然原型和功能需求到实际应用的发展

  最后，探讨仿生水下超疏油材料（BUSMs）应对发展新需求的关键挑战与机遇，为其从实验室走向工业化应用提供参考。当前核心挑战是如何针对生物相容性、高压油污耐受、微塑料选择性收集等复杂实际需求，系统指导材料设计与规模化制备。未来突破将聚焦三大协同路径：发掘多功能生物模型推动仿生创新，发展低碳低成本绿色制造工艺，借助 AI 实现材料高效筛选与设计优化。展望未来，通过跨学科协作与理 - 工 - 设融合，BUSMs 有望在环保、智能机器人等领域实现变革，成为可持续技术与工业创新的重要支撑。

  以上成果发表在Matter (2026, 9(1), 102569)。论文的第一作者为中国科学院理化所刘丹娜和陈伟, 通讯作者为王树涛研究员和孟靖昕研究员。该论文获北京市自然科学基金(JQ23008), 国家自然科学基金(22275203和22035008)和北京市高校卓越青年科学家计划(JWZQ2024 0102014)的共同资助。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102569