自然界中很多昆蟲的翅面、腿部及某些植物的葉面存在很好的超疏水性。基于超疏水性研究仿生制備的材料在防腐抗污、減阻降噪、防水抗菌、自清潔等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

經(jīng)過兩個(gè)月的仔細(xì)觀察，河西學(xué)院石彥龍課題組發(fā)現(xiàn)，劃蝽在水下游動(dòng)時(shí)扁狀的后足不斷擺動(dòng)，靠后足與水的反作用力將自身向前、向下推進(jìn)。當(dāng)后足停止擺動(dòng)而呈“一”字型支開時(shí)，后翅優(yōu)異的超疏水性能使其浮力增大，身體會(huì)由水下垂直向上浮出水面。當(dāng)劃蝽下潛于水底時(shí)，后足呈“一”字型支開，靠中足將自己的身體附著在水底的淤泥、石塊或植物上。

通過掃描電子顯微鏡觀察劃蝽后翅面，研究人員發(fā)現(xiàn)其翅面分布有大量的乳突，乳突直徑約為80納米，乳突之間相距50～200納米，乳突之間還有大量“大頭針”狀的納米棒，納米棒頂細(xì)根粗，直徑為50～100納米，棒與棒之間相距300～1000納米，高約為600納米。

此外，由于昆蟲翅面的主要成分為低表面能材料的蛋白質(zhì)、脂類和幾丁質(zhì)，復(fù)合階層結(jié)構(gòu)及低表面能物質(zhì)的協(xié)同效應(yīng)使劃蝽后翅翅面表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水性。研究證實(shí)，這種超疏水性是使其浮力增大的主要因素。水滴在劃蝽后翅翅面的接觸角達(dá)到159°，滾動(dòng)角約為8°。后翅面的這種復(fù)合結(jié)構(gòu)使其表面有更大的比表面積，超疏水翅能有效吸附空氣，使翅面在水下時(shí)形成空氣膜。

研究人員據(jù)此將劃蝽喻為“自然界的潛水艇”，認(rèn)為“相關(guān)研究將為研發(fā)適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、疏水性能穩(wěn)定的超疏水材料提供有益指導(dǎo)。這種機(jī)器蟲在偵察勘測(cè)、水質(zhì)監(jiān)控、液面清污、水下打撈等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)，我們期望該研究能對(duì)未來潛艇的設(shè)計(jì)制造提供借鑒和啟發(fā)。”