对于沙漠地区绝大多数的水收集装置(如脱盐、露珠、吸附剂等)，冷凝是从湿气中捕获水的最终手段。高效的冷凝策略对于缓解干旱地区水资源短缺问题至关重要。长期以来，拥有亲水性凹凸结构的沙漠甲虫被认为是一种集水率非凡的优秀生物样本。然而到目前为止，大规模制造具有二元润湿性的复杂结构表面难以实现，甲虫模拟表面的实际应用仍然受到限制。此外，在工业应用中，微尺度亲水性结构在水捕获上的优势往往被液体钉扎效应所抵消。
AECR实验室正致力于研究一种简单且可扩展的方法，以制造具有双亲性纳米结构的表面，成功地平衡增强水成核和快速液体输送之间的权衡。通过将亲水凹凸结构最小化到纳米级，这种新型的双亲表面完全摆脱了随机凝结模式，实现了水成核的可调节。我们揭示了水成核特征间距与双亲性结构形貌之间的强相关性。这种成核调节效应实现了双亲纳米结构上水成核和液体输运的协同效应，在干旱气候(相对湿度低于40%)下的集水率可达最先进超疏水表面的三倍。
我们的成果提供了一种可调整冷凝动力学的新型表面以适应不同环境条件，并可能为多功能应用带来重要进展，特别是干旱地区的水收集。
