在金屬表面上實現主動防冰和高效散熱仍然是艱巨的挑戰。超疏水性和多次液滴彈跳能力會增加金屬表面除冰的可能性，特别是對于動态的表面例如飛機的機翼，液滴的多次彈跳會增加液滴在橫向力的作用下離開金屬表面的概率。同時，球狀液滴成型的能力可以使表面冷凝模式為滴狀冷凝，大大提高冷凝換熱效率，避免在表面形成一層液膜阻礙冷凝換熱。此外，當表面作為能量采集裝置，用于吸收下落液滴的撞擊動能時，更多的彈跳次數也可以提高能量的收集頻率，從而提升能量收集效率。
基于Cassie-Baxter狀态的“蓮花效應”，通過激光燒蝕、有機吸附和氟化處理方法在钛合金上制備出具有獨特四元“微柱-微凸包-納米顆粒-氟化層”跨尺度結構。通過激光燒蝕在钛合金表面加工出呈現交聯形态的微柱陣列結構，随後進行4 h的高溫有機吸附和0.5 h的氟化處理，實現了164.2°的接觸角、7.8°的滑動角和5次液滴彈跳。随着液滴彈跳次數的增加，液滴在表面的橫向鋪展程度逐漸減小，液滴趨于球化。根據測得的表面化學成分分布，提出了由有機吸附層和氟化層之間的間隙構成的“機械彈簧”，以及促進液滴多次彈跳的“機械彈簧”效應。
研究工作受國家自然科學基金（51875241）和吉林省重點研發計劃項目（YDZJ202101ZYTS129）的資助。相關論文“Simultaneous realization of superhydrophobicity and multiple droplet bouncing through laser ablation, organic adsorption and fluorination treatment”發表在知名學術期刊Materials Today Physics上。趙宏偉教授和馬志超教授為論文的共同通訊作者，工程仿生教育部重點實驗室任露泉院士給予了理論指導，馬志超教授為論文的第一作者。
論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2022.100739
