方向性液体輸送のための生物模倣型スマート材料

液体を方向性を持って駆動できる生物模倣型材料は、熱伝達、分離、マイクロフルイディクスなど、多くの化学工学プロセスにおいて広範な応用可能性を持っています。クモの糸、サボテン、海岸鳥、砂漠の甲虫、蝶の羽、そしてネペンテス・アラタなどの多くの自然材料やシステムは、この分野において豊富なインスピレーションの源となっています。過去数十年にわたり、方向性液体輸送のための生物模倣型スマート材料の設計に多大な努力が注がれてきました。このレビューでは、最初に、方向性液体輸送特性に寄与する表面構造特長を持ついくつかの自然材料やシステムを紹介し、その後、表面の濡れ性、液滴の動き、および異なる構造特長による駆動力に関する基本概念と理論を説明します。そして、そのような生物模倣型スマート材料の工業プロセスや化学工学における典型的な応用を熱伝達、分離、マイクロフルイディックシステムに特に焦点を当てながらまとめます。最後に、このような方向性液体輸送のための生物模倣型スマート材料の将来の展望について議論します。