Nuestra comprensión de cómo manipular y controlar líquidos en la tecnología ha sido transformada por las superficies funcionales desarrolladas por los organismos vivos para interactuar con su entorno. Hojas de loto repelentes al agua, alares recolectores de agua de los escarabajos del desierto, y la piel de gecko que elimina el agua son algunos de los muchos organismos que han inspirado soluciones a los desafíos en las tecnologías de manipulación de líquidos. El requisito de superficies repelentes de líquidos se infiltra en las industrias de la arquitectura, a los dispositivos médicos, y productos para el hogar.

Las superficies lubricadas en un contexto tecnológico se denominan superficies porosas resbaladizas con infusión de líquido (SLIPS). Se bloquean en el agua y crean una superficie autolimpiable sobre el metal, plástico y textiles para repeler contaminantes. Curiosamente, La tecnología SLIPS está inspirada en la superficie resbaladiza de una planta carnívora de jarra (Nepenthes). Las plantas de jarra producen trampas de caída, derivado de hojas, para atraer, capturar, conservar, matar y digerir presas animales (generalmente insectos) para permitirles sobrevivir en ambientes pobres en nutrientes. Una característica clave de atrapamiento del lanzador es el peristoma, que tiene pendiente, crestas macroscópicas, a su vez formada por crestas microscópicas. Cuando está mojado, el peristoma se vuelve muy resbaladizo, lo que hace que los insectos se deslicen, en la trampa, donde se descomponen dentro de un charco de jugos digestivos, liberando nutrientes para la planta.

Un déficit en SLIPS ha sido la falta de interacción gota-sólido, lo que significa que controlar el movimiento de las gotas de líquido sobre sus superficies es intrínsecamente difícil. En tono rimbombante, esta falta de transporte de gotas controlado ha limitado la aplicación de estas superficies de derrame de líquido en tecnologías basadas en gotas. Los mecanismos para aprovechar el transporte direccional de gotas serán importantes para informar el diseño de superficies sintéticas que transportan gotas de manera controlada. Estos mecanismos podrían aplicarse a tecnologías como la recolección de agua de lluvia y los recubrimientos antiempañamiento, así como a nuevas tecnologías en rápida expansión, como los sistemas microelectromecánicos (MEMS) y los dispositivos de microfluidos digitales.

El examen de las superficies funcionales en la naturaleza también puede ofrecer información sobre la evolución de los sistemas naturales. Si bien el mecanismo de captura de las plantas carnívoras de jarra está bien documentado, la funcionalidad de las ranuras en la superficie del peristoma permanece relativamente inexplorada. En nuestro artículo reciente, mostramos que la acción capilar pines gotas en paralelo, ranuras con infusión de agua, y dirige su transporte de forma controlada. Esto indica que el mecanismo de captura "trampa" se ve reforzado por la infusión de agua, surcos en la superficie resbaladiza del peristomo, que conducen a la presa a la trampa de una manera más estrictamente controlada de lo que se consideró anteriormente, y evitar deslizamientos arbitrarios.

Basado en nuestras observaciones de hormigas, Moscas Drosophila, y gotitas deslizándose sobre el resbaladizo peristomo, creamos superficies artificiales, inspirado en la planta, capaz de atrapar, reteniendo y dirigiendo el viaje de las gotas de líquido. Creamos varios modelos que incluyen escalones y trincheras, sobre el cual colocamos gotas de líquido y observamos su comportamiento. Las gotitas en contacto con las características (análogas a las ranuras del peristoma natural) se adhirieron fuertemente y no se desprenderían fácilmente. pero eran libres de deslizarse a lo largo de la función.

En otras palabras, las características tuvieron una fuerte influencia de retención. Atraparon y retuvieron las gotas, incluso cuando se mantiene boca abajo, y controló la dirección de desplazamiento de las gotas. Es más, las gotas se deslizarían a lo largo de las ranuras en ángulos poco profundos notables, incluso solo unos pocos grados. Estos hallazgos revelan un mecanismo potencial para desarrollar sistemas en los que el transporte de gotas es guiado por barandillas de energía curvas. Estos proporcionarían un medio biomimético de transporte y clasificación de gotitas que es sencillo de implementar en dispositivos fluídicos basados ​​en gotitas y podría permitir el transporte masivo eficiente de líquidos a lo largo de rutas predeterminadas.