液滴操纵技术在生物医疗、能源、化学、材料等领域具有重要的应用价值。然而，目前对液滴操纵的研究主要集中在实验现象观测与分析层面，缺乏对基本原理的深入探索，并且对实现液滴操纵的基本条件认识存在不足。同时，人造仿生材料存在工艺复杂、成本高昂，以及运动距离相对较短、运动速度相对较小等诸多缺点，限制了液滴操纵材料的应用范围。另外，虽然广大学者在液滴操纵研究方面已经取得了较多成果，但这些研究仅局限在实验室阶段，如何将其广泛应用于实际生活仍有待进一步研究。
近期，长春理工大学跨尺度微纳制造教育部重点实验室的许金凯教授、修思羽硕士生、廉中旭博士与吉林大学机械与航空航天工程学院于化东教授在《Droplet》期刊上共同发表《仿生液滴操纵材料：原理、方法和应用》（Bioinspired materials for droplet manipulation: Principles, methods and applications）综述文章，系统地分析了固体表面液滴定向运动的基本原理，总结了液滴操纵基于主动和被动策略的最新研究进展及应用方向，并展望了仿生液滴操纵材料在未来发展中所面对的机遇与挑战。
该综述在介绍固体表面润湿理论的基础上，根据液滴驱动的原理不同，将液滴操纵机制分为被动（拉普拉斯压力和润湿性梯度）和主动（电场、磁场、光场和热场）两种类型，如图1。在总结液滴操纵的典型研究实例中，基于被动策略的各向异性表面主要分为三种类型：几何各向异性表面、润湿各向异性表面和协同各向异性表面，如图2；在主动操纵液滴策略介绍中，分析了利用电、磁和光等不同外场操纵液滴的方法及优缺点，如图3。另外，文章介绍了液滴操纵技术在生物医学、化学、材料、能源工程等领域的典型应用，如图4。最后，文章对仿生液滴操纵材料的发展提出几点挑战：（1）基于被动策略的液滴移动速度和移动距离受限；（2）基于主动策略的多液滴同时可编程操纵研究很少；（3）外场操纵方法在具体应用中有其自身的局限性；（4）液滴操纵材料制备工艺复杂、成本高、长期稳定性差等问题；（5）液滴操纵系统的微型化、集成化亟待解决。
图1 固体表面液滴定向运动的基本原理：（a-f）被动策略；（g-k）主动策略
图2 基于被动策略的各向异性表面：（a）几何各向异性表面；（b）润湿各向异性表面；（c）协同各向异性表面
图3 基于主动策略不同外场操纵液滴方法：（a）电场；（b）磁场；（c）光场
图4 仿生液滴操纵材料的应用领域
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