崔迎濤，王 順，李 偉，崔淑敏，黃艷杰，李 赫，段 虎，宋美榮，，，董智超，王毅琳，江 雷

（1.河南農(nóng)業(yè)大學理學院，河南省農(nóng)業(yè)激光技術(shù)國際聯(lián)合實驗室,鄭州450000；2.中國科學院化學研究所,中國科學院膠體、界面與化學熱力學重點實驗室,北京100190；3.中國科學院理化技術(shù)研究所,中國科學院仿生智能界面科學重點實驗室,北京100190）

增加液滴的沉積效率在農(nóng)/醫(yī)藥噴灑、涂料噴涂及油墨打印等領域有重要研究意義［1～7］. 自然界有很多超疏水植物葉片［8～15］，由于其極低的表面能，水滴撞擊后極易反彈和濺射，造越農(nóng)用化學品在噴灑過程中的浪費和損失超過50%. 為消滅病蟲害不得不重復噴灑，又造成農(nóng)藥過度使用和水資源浪費，對食品安全和農(nóng)藥殘留有重大影響. 沒有滯留在葉片表面上的農(nóng)藥會流入土壤和湖泊，造成二次生態(tài)污染. 因此，研究水滴在超疏水表面上的沉積問題對提高農(nóng)用化學品的利用率、減少浪費和環(huán)境污染等具有非常重要的意義［16～21］.

近幾年來，關于水滴在超疏水表面的撞擊研究主要集中在撞擊動力學和接觸時間的密切關系上［1，2，22～37］（圖1）. 一方面，在自清潔和防冰領域需要接觸時間越短越好［22～35］；另一方面，在涂料噴涂、油墨打印及農(nóng)藥噴灑等領域，需要單次撞擊的接觸時間越長越好，這樣便可以滯留液滴，增強沉積效率［1，2，36，37］. 這兩方面既相互對立又相互關聯(lián)，其研究也可以相互促進. 水滴在超疏水表面沉積的難點在于撞擊接觸時間的短暫［22］，毫米級水滴在平面超疏水基底撞擊的接觸時間只有10～12 ms左右，無人機噴灑的微水滴尺寸小于300 μm，接觸時間小于1 ms. 如果在超疏水表面添加一些單條紋、交叉條紋、平行條紋或彎曲結(jié)構(gòu)，可以引發(fā)各向異性鋪展和回撤，水滴的接觸時間將繼續(xù)降低30%～50%左右，變得更容易反彈和濺射［25～28］. 此外，最近的研究表明，基底的彈性也會顯著降低水滴撞擊的接觸時間［32～35］，增加基底的超疏水性.

自然界中大多數(shù)超疏水葉片都具有條紋和彎曲結(jié)構(gòu)特征，如甘藍和花菜葉片上有許多單獨和交叉的葉脈；水稻和小麥葉片表面是以平行條紋為特征的超疏水表面；大蔥和小香蔥的管狀葉片及比較粗的葉柄都屬于彎曲表面. 超疏水植物葉片表面的條紋和彎曲結(jié)構(gòu)以及葉片隨風而動具有彈性的特點，都會使水滴在撞擊時的接觸時間顯著降低，極大地增加了水滴沉積的難度. 無人機噴灑細化水滴后，沉積效率有所增加，但依然有超過50%的損失［38］. 近年來無人機噴霧通過細化水滴、增加覆蓋密度及研究植物冠層等措施提高了沉積效率［39～46］，使得在農(nóng)用化學品噴灑行業(yè)漸漸舍棄了大水滴，而傾向于應用300 μm以下的微水滴. 但微水滴容易漂移，國外也有科學工作者提出要適當增加水滴尺寸［47］.

Fig.1 Relation between reducing contact time to prompt droplet detachment and increasing contact time to enhance droplet deposition

水滴撞擊在超疏水表面上表現(xiàn)出彈跳、濺射或黏附等行為，主要與三方面因素有關［30，48～56］：（1）液滴的物理化學性質(zhì)，包括液滴的表面張力、黏度、密度、大小和撞擊速度等；（2）環(huán)境因素，如溫度、壓力、氣體等；（3）基底表面的化學組成及微納結(jié)構(gòu). 設定環(huán)境因素恒定，本文從分析水滴在超疏水表面的撞擊動力學特征（和基底表面結(jié)構(gòu)密切相關）著手，結(jié)合助劑添加引起液滴的物理化學性質(zhì)的變化，系統(tǒng)闡述水滴在超疏水植物葉片上的沉積方法和機理.

1 水滴在超疏水表面的撞擊動力學分析

研究水滴在不同基底上的撞擊動力學可以為制定沉積策略、揭示沉積機理提供良好的幫助. 根據(jù)基底結(jié)構(gòu)和水滴在超疏水表面撞擊時鋪展和回撤的特征，本文著重介紹各向同性撞擊和各向異性撞擊兩大類撞擊動力學.

1.1 各向同性撞擊動力學分析

一般水滴在撞擊微納結(jié)構(gòu)超疏水表面時分為兩個階段，慣性力驅(qū)使的鋪展階段和毛細管力（表面張力）驅(qū)使的回撤階段［圖2（I）］［25］，接觸時間等于鋪展時間加上回撤時間. 各向同性撞擊指的是水滴撞擊各向同性均勻的超疏水平面，此時撞擊鋪展和回撤過程呈現(xiàn)中心對稱性［圖2（I）］. 超疏水表面由微納結(jié)構(gòu)組成，微納結(jié)構(gòu)束縛了空氣層，降低了固液接觸分數(shù)，也降低了液滴撞擊時的固液摩擦. 因此，水滴撞擊在超疏水表面的接觸時間短［25］. Liu 等［24］發(fā)現(xiàn)，如果將微納結(jié)構(gòu)調(diào)控到合適的尺度范圍內(nèi)，則可以得到撞擊接觸時只有鋪展而無回撤的Pancake 彈跳，這使得各向同性撞擊接觸時間降低到只有鋪展的時間而無回撤的時間，所以接觸時間降低70%左右. Vollmer等［30］分析這一過程與液滴鋪展時在結(jié)構(gòu)中受到的向上的拉普拉斯力有關，這需要大尺度的錐形柱狀結(jié)構(gòu)，液滴撞擊鋪展時在進入結(jié)構(gòu)中變形比較大，積攢了足夠多的表面能，才能使水滴像彈簧一樣，在其還沒有水平回撤時，就已經(jīng)開始垂直向上回撤，直接在鋪展狀態(tài)彈起. 由圖2（II）可見，這一分析為解析各向同性沉積機理時提供了指導和啟發(fā). Vasileiou等［32］還發(fā)現(xiàn)，當水滴撞擊彈性超疏水基底時，鋪展直徑減少，接觸時間也可以減少40%～50%，這是因為撞擊導致基底振動的頻率和液滴振動的頻率不同，發(fā)生液滴回撤反彈向上運動時，基底卻在向下運動，所以水滴撞擊彈性基底釘扎減少了，增強了基底的疏水性［圖2（III）］. 根據(jù)各向同性撞擊動力學分析可知，如果想讓液滴滯留超疏水表面，關鍵是降低撞擊時結(jié)構(gòu)中的拉普拉斯力，改變浸潤性，增強釘扎，降低鋪展和回撤速度等.

Fig.2 Scheme of impact dynamics on different isotropic superhydrophobic surfaces

1.2 各向異性撞擊動力學分析

Fig.3 Anisotropic impact dynamics and reduced contact time of water droplets on wired and curved superhydrophobic surfaces

Bird等［25］在超疏水表面增加一條大結(jié)構(gòu)的條紋，打破了水滴撞擊的中心對稱性，呈現(xiàn)各向異性撞擊動力學，并發(fā)現(xiàn)撞擊鋪展時形成Butter-flying撞擊動力學. 沿著條紋部分，水滴的回撤速度快，最后液滴分裂，分裂后的子液滴向垂直于條紋的方向離開. 與水滴在超疏水平面上的撞擊接觸時間［圖3（A）］相比，撞擊接觸時間降低了37%［圖3（B）］. 隨后，Gauthier等［26］報道了交叉條紋也可以減少接觸時間. 2015年，Liu等［27］研究了水滴在彎曲大結(jié)構(gòu)上撞擊時對稱性被打破的各向異性撞擊動力學，并發(fā)現(xiàn)動量集中會使得液滴回撤時為長條狀，易于破裂，接觸時間降低40%左右［圖3（D）］. 2017年，Song等［28］發(fā)現(xiàn)水滴撞擊平行條紋超疏水表面時，根據(jù)撞擊位點在條紋或溝槽里的不同分別呈現(xiàn)Butterflying和Eagle-flying的撞擊動力學，液滴分裂和拉長依然是其撞擊動力學特征，這種各向異性撞擊也可以導致水滴撞擊時接觸時間減少40%～50%［圖3（C）］.

根據(jù)以上分析，各向異性撞擊的接觸時間減少的主要原因是動量集中所引起的拉伸和由于拉伸所引起的液滴分裂所致. 因此，抑制各向異性撞擊損失時，可以先把拉伸問題和液滴分裂問題解決以增加接觸時間，最后再考慮滯留和潤濕.

2 沉積方法、機理與策略

2.1 各向同性撞擊沉積方法、機理與策略

Fig.4 Enhancing deposition via defect manufacturing method[36]

2.1.1 缺陷制造法（改變表面浸潤性） 如果采取一些措施將超疏水表面上的局部位點變成親水性或表面能較高的缺陷位點，則可以增加沉積，這種方法稱之為缺陷制造法. 2016年，Damak等［36］發(fā)現(xiàn)，當采用帶正電和帶負電的聚合物水溶液同時噴灑時，兩種水滴如果到達超疏水表面上的同一位置，發(fā)生相互作用，使撞擊位置的浸潤性發(fā)生了改變，創(chuàng)造了缺陷部位，降低了水滴沉積的難度，從而可以使水滴滯留超疏水表面（圖4）. 這種方法的缺點是助劑用量在1%（質(zhì)量分數(shù)）以上，且沉積效率取決于這兩種水滴同時撞擊在表面同一部位的概率，所以無法解決水滴單次撞擊的沉積問題. 此外，無人機噴灑的水滴粒徑在300 μm以下，盡管活性和表面能增加，但撞擊超疏水表面時接觸時間更短（1 ms），卻能夠增加沉積效率，原因除了可能是水滴尺寸變小，增加了表面能和活性易于吸附外，也可能是大量撞擊后，超疏水葉片表面產(chǎn)生浸潤性缺陷，從而容易滯留水滴.

Fig.5 Deposition comparisons of surfactant?containing droplets impacting the superhydrophobic cabbage leaves[1]

2.1.2 降低動態(tài)表面張力法（改變鋪展狀態(tài)浸潤性） 增強液滴沉積最常用的方法是使用表面活性劑助劑［57～69］，降低水滴的動態(tài)表面張力，其主要理論依據(jù)由Mourougou-Candoni等［64］提出. 動態(tài)表面張力表示液體內(nèi)部表面活性劑分子在液滴變形產(chǎn)生新生界面時遷移到氣液表面的能力，動態(tài)表面張力越低，這種能力越強，快速降低液滴表面張力的能力越強. 水滴在撞擊平面超疏水表面時，會經(jīng)歷由慣性力決定的鋪展階段和毛細管力（表面張力）控制的回撤階段. 其中鋪展階段占總接觸時間的20%～30%，僅2～3 ms，回撤時間為8～10 ms（對于毫米級水滴），對于微水滴（尺寸小于300 μm），這些過程更為短暫.在這么短的時間內(nèi)，水滴經(jīng)歷各種變形，不斷產(chǎn)生新的表面，大多數(shù)表面活性劑（包含有機硅助劑）不能迅速到達水滴表面有效降低表面張力，因而不能在短暫的撞擊時間里改變超疏水基底的浸潤性，也不能解決水滴撞擊的彈射損失問題［12］. Song 等［1］發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分數(shù)為1%的囊泡型表面活性劑2-乙基己基琥珀酸酯磺酸鈉（AOT）水溶液具有極低的動態(tài)表面張力，在鋪展階段（2～3 ms）就可以改變超疏水基底的浸潤性，正是這種瞬間浸潤性的改變，才使得水滴幾乎不回撤，可以有效抑制水滴在超疏水表面上的飛濺和反彈（圖5），優(yōu)于常用表面活性劑十二烷基磺酸鈉（SDS）和有機硅助劑（TS）. 圖6示出氣、液及固三相相互作用的沉積機理. 超疏水表面有微納結(jié)構(gòu)特征，當水滴撞擊發(fā)生變形時，內(nèi)部表面活性劑分子如果能夠快速到達表面（也就是具有足夠低的動態(tài)表面張力），這些表面活性劑分子可以通過疏水作用力和微納結(jié)構(gòu)表面結(jié)合，并改變納米結(jié)構(gòu)里拉普拉斯力（PLaplace=2γcosθ/R，其中，γ為動態(tài)表面張力，θ為本征接觸角，R為納米結(jié)構(gòu)空隙的寬度）的方向，從而可以在鋪展階段改變基底的浸潤性，使水滴滯留. 該研究從撞擊動力學的角度，結(jié)合基底結(jié)構(gòu)和表面活性劑性質(zhì)揭示了通過表面活性劑增強水滴在超疏水表面沉積的機理，最先提出改變撞擊鋪展階段的浸潤性是增強沉積的關鍵，在增強沉積理論方面貢獻巨大. 但可選的表面活性劑種類太少，用量較大，在工業(yè)領域可以接受，但在農(nóng)業(yè)領域因為噴灑液要稀釋成百上千倍，0.3%～1%（質(zhì)量分數(shù)）這個濃度范圍較高.

Fig.6 Schematic illustration for splash inhibition on superhydrophobic surface by surfactant additives[1]

Li等［70］發(fā)現(xiàn)只有形成不穩(wěn)定的囊泡或柔性的囊泡，表面活性劑才能起到類似增強沉積的作用. 有些囊泡型表面活性劑在沒有降低動態(tài)表面張力的情況下也可以增強沉積，極大地挑戰(zhàn)了表面張力降低對于增強沉積理論的必要性. 另外，可以通過選擇不同的囊泡來控制溶液在超疏水表面的滲透性，疏水鏈短的囊泡不穩(wěn)定，容易在撞擊時滲透到結(jié)構(gòu)中去，疏水鏈長和柔性的囊泡會黏附在超疏水表面的微納結(jié)構(gòu)上，阻礙液滴滲入結(jié)構(gòu)中. 表面活性劑聚集態(tài)的形狀、穩(wěn)定性、疏水鏈的長短等與沉積的效果和方式都有關系.

2.1.3 降低動態(tài)表面張力和增加剪切黏度并用法（改變鋪展狀態(tài)浸潤性） 有些表面活性劑不僅可以降低動態(tài)表面張力，而且還可以增加剪切黏度，本文將這種功能性的表面活性劑單列一類出來. 如果表面活性劑僅是降低動態(tài)表面張力，則不能夠完全抑制濺射（撞擊鋪展邊緣部分仍有少量損失，且潤濕邊緣不夠整齊）；既降低動態(tài)表面張力又增加剪切黏度的表面活性劑可以在相同撞擊速度下完全抑制濺射，且潤濕邊緣整齊平滑. Luo等［71］合成了一種新的表面活性劑——十二烷基硫酸三胺，該表面活性劑不僅具有較低的動態(tài)表面張力，且在較低濃度下形成蠕蟲狀膠束，增加了剪切黏度. 與水滴撞擊在超疏水表面時出現(xiàn)明顯的飛濺和反彈不同［圖7（A）］，含有該表面活性劑的水滴在超疏水表面撞擊時可以在較低濃度（0.9%）下抑制彈射和濺射行為，并具有非常均一的邊界線［圖7（B）］；隨著十二烷基硫酸鈉（SDS）質(zhì)量分數(shù)的增加，蠕蟲狀膠束越來越多，溶液中膠束纏繞，黏度增加，但蠕蟲狀膠束的長度對黏度的改變不明顯［圖7（C）］；保持三胺和十二烷基硫酸鈉的摩爾比不變（0.5），增加SDS濃度，表面活性劑的動態(tài)表面張力越來越低［圖7（D）］；含有蠕蟲狀膠束的水滴撞擊在具有微納結(jié)構(gòu)低表面能的超疏水表面上［圖7（E）］；從鋪展開始，由于其具有較低的動態(tài)表面張力，蠕蟲狀膠束便能夠和微納結(jié)構(gòu)相互作用，纏繞在結(jié)構(gòu)中［圖7（F）］，使得水滴完成撞擊鋪展后氣、液、固接觸線無法回撤，從而滯留水滴. 該新型表面活性劑制備方法簡單，性能良好，有望在油墨打印沉積相關領域?qū)崿F(xiàn)應用，但在農(nóng)用化學品領域中的應用濃度依然較高.

Fig.7 Enhancing deposition on a superhydrophobic surface with a uniform spreading film by surfactant dodecyl sulfate triamine(mass fraction 0.9%)[71]

2.1.4 增加拉伸黏度法（降低回撤速度） 因為水滴撞擊過程發(fā)生變形，鋪展直徑變大，相當于被拉伸，因此可以添加聚合物助劑增加拉伸黏度來降低回撤過程的速度，增加接觸時間來增強沉積［72～80］.Bergeron等［72］率先報道了高分子量聚氧乙烯醚（PEO）在質(zhì)量分數(shù)為0.01%時即可抑制水滴在疏水表面上的彈射行為，并提出拉伸黏度是降低回撤速度的關鍵. 在此之后相關研究不斷增多，但是對其機理尚未明確，有研究者認為浸潤性改變是其增強沉積的關鍵因素［74，75］. 2018年，Vega等［79］發(fā)現(xiàn)0.01%（質(zhì)量分數(shù)）聚丙烯酸酰胺（PAA，分子量為1.8×107）可以在超疏水平面上滯留水滴. 但PEO 稀溶液（＜0.01%）并不能抑制超疏水表面上的彈射行為［77］，也不能在后期鋪展?jié)櫇袢~片. 且通常測試拉伸黏度的方法不能給出水、表面活性劑及PEO稀溶液的拉伸黏度具體值或比較值.

2.2 各向異性撞擊沉積方法和機理

Song等［2］在2019年提出要結(jié)合撞擊動力學特征來制定沉積策略的思想. 各向異性撞擊動力學的特征是水滴撞擊鋪展時某個方向上動量集中，伸長率增大，從而接觸時間縮短，且容易分裂［25～28］. 因此，解決這類沉積問題的順序應該是“分裂——持留——鋪展”.（1）解決水滴伸長或分裂問題：采用極少量（＜0.01%）可生物降解、生物相容性好的具有柔性高分子聚合物稀溶液（如PEO）來抑制水滴的分裂［71～74］. 這種高分子稀溶液具有顯著的拉伸黏度，可以削弱水滴在變形被拉伸過程中水滴的拉伸和分裂.（2）解決水滴持留問題：添加少量表面活性劑（如AOT），來增強撞擊中心的釘扎效應，留住水滴.盡管所使用的表面活性劑濃度（0.1%以下，質(zhì)量分數(shù)）很低，其動態(tài)表面張力不足以在撞擊瞬間就完全改變基底浸潤性［1］，但可以改變撞擊中心的局部浸潤性，如果水滴沒有分裂出去，表面活性劑的加入就可以增強水滴的持留.（3）解決水滴鋪展?jié)櫇衩娣e問題：當水滴滯留在基底上，在水滴內(nèi)部的表面活性劑分子就有充足的時間遷移到水滴表面來降低平衡表面張力，從而進一步浸潤葉片，獲得較大的潤濕鋪展面積.

Song等［2］以水滴在單條紋水稻葉片反面的撞擊沉積實驗為例［圖8（Ⅰ）］，證實了該沉積策略的有效性，并通過圖8（Ⅱ）揭示了其沉積機理. 當水滴撞擊到中心大葉脈時，水滴沿著葉脈回撤（剪切作用），由于慣性力拉伸作用斷裂后的兩部分迅速在垂直葉脈的方向飛出葉片［圖8（ⅠE）］，整個過程在7 ms內(nèi)結(jié)束，充分體現(xiàn)了水滴撞擊動力學鋪展和回撤的各向異性. 表面活性劑AOT 不能解決這種沉積問題［圖8（ⅠF）］，但PEO卻能夠抑制即將濺射出去的小水滴，將分裂延遲了70 ms左右［圖8（ⅠG）］，分裂后的水滴最后留在葉片表面，但不能鋪展. PEO和AOT的組合助劑水滴既保留了聚合物的優(yōu)點，又協(xié)同表面活性劑增強了水滴在基底上的釘扎效應，滯留了水滴，并且在后期能大面積潤濕葉片，解決了覆蓋面積等問題［圖8（ⅠH）］.

Fig.8 Reducing anisotropic impact loss by 0.005% PEO+0.1% AOT binary additives using impact on a single?wired superhydrophobic surface as a model[2]

圖8（Ⅱ）給出各向異性沉積機理，鋪展后的水滴隨主脈條紋回撤的行為是葉脈對水滴的一種剪切作用，此時剪切黏度起主要作用；而在回撤的過程中，由條紋分開的兩部分則開始向線兩側(cè)相反的方向運動，連接兩部分的絲被極端地拉伸，此時，拉伸黏度起主要作用. 當水中加入少量PEO后，水滴拉伸和破裂的時間延長了，而當加入PEO和AOT兩種助劑后，水滴幾乎不分裂，拉伸時間無限延長，說明助劑和基底相互作用，發(fā)生了協(xié)同效應，降低了拉伸程度，從而留住了水滴，為表面活性劑的遷移爭取了時間，最終潤濕基底表面.

Song 等［2］發(fā)現(xiàn)PEO 和AOT 組合助劑還可以抑制水滴在多條紋（平行條紋、交叉條紋）、彎曲結(jié)構(gòu)［圖9（Ⅰ）］及彈性基底的彈射和濺射行為［圖9（Ⅱ）］，增強了水滴沉積. 這種沉積策略可以降低水滴沉積時對表面活性劑的動態(tài)表面張力的要求，并擴展到其它聚合物和表面活性劑的組合，如聚丙烯酰胺（PAA）和有機硅助劑的組合. 有機硅助劑是典型的動態(tài)表面張力高、平衡表面張力低的表面活性劑，但在這種沉積策略里，表面活性劑只需要有足夠低的平衡表面張力即可，擴大了助劑的選擇范圍，且用量大大減小，對降低成本、減少污染等做出了積極的貢獻，也對農(nóng)用化學品噴灑提供了有望走向?qū)嶋H應用的指導意見.

Fig.9 Enhancing deposition on wired and curved superhydrophobic leaves as well as on a flexible superhydrophobic surface[2]

3 其它沉積機理和方法

3.1 納米材料與植物葉片表面結(jié)構(gòu)相互作用對沉積的增強

納米材料作為載體或助劑加入農(nóng)藥制劑后，均可以提高藥效和藥物附著能力［81～89］，從而增強沉積效率. Zhao等［87］提出超疏水葉片表面極低的表面能和植物葉片的微/納米結(jié)構(gòu)對農(nóng)藥藥液的持留影響很大，因此構(gòu)建了具有“掛鉤-帽子”拓撲結(jié)構(gòu)調(diào)控沉積的方法，提高了農(nóng)藥藥液在靶標表面的沉積持留（圖10）. Wu等［88］也曾報道由于草木灰顆粒大小與葉片微觀結(jié)構(gòu)相匹配，可嵌入葉片結(jié)構(gòu)空隙中而實現(xiàn)持留，因此通過在農(nóng)藥藥液中添加草木灰，提高了毒死蜱在葉片上的附著能力，同時還提高了藥液抗雨水沖刷的能力.

Fig.10 Enhancing deposition on a leaf via hanger?hat effect[87]

3.2 靜電噴霧

由于植物葉片表面帶負電荷，Zhao等［90］制備了帶正電荷的氟氯氰菊酯負載水包油納米乳液，利用負電荷表面和正電荷液滴之間的靜電相互作用，使得霧滴沿電力線的方向運動，對靶標產(chǎn)生包抄效應，大大提高了沉積效率（圖11）. 靜電噴霧的優(yōu)點是霧滴不僅可以沉積到靶體正面，也可以沉積到葉片背面，農(nóng)藥利用率提高到90%以上［91，92］.靜電噴霧沉積效果的關鍵因素是靜電力和重力的比值，即荷質(zhì)比［92］，只有當靜電力大于重力時才會形成包抄效應，所以霧滴可沉積于靶體的正面和背面. 靜電噴霧法的缺點是帶電霧滴對植物冠層的穿透能力較差，因此需要研制先進的靜電噴霧設備，以提高沉積穿透力.

Fig.11 Mechanism of electrostatic spray

4 總結(jié)與展望

增強水滴在超疏水表面的沉積行為與機理研究近幾年來受到了越來越多的關注，單獨考慮助劑的物理化學性質(zhì)來判斷能否增強水滴的沉積顯然不足以指導實際應用. 結(jié)合撞擊動力學特征合理選擇助劑，考慮微觀助劑分子間相互作用和基底微觀結(jié)構(gòu)，并給出氣、液、固三相相互作用的沉積機理是未來的研究趨勢.

此外，水滴在超疏水表面上的沉積還存在非常嚴峻的問題，將來的相關科學研究可圍繞以下問題展開：（1）目前研究中所需助劑用量仍然不能夠滿足農(nóng)用化學品噴灑的要求，由于農(nóng)用化學品實際使用過程中稀釋倍數(shù)較大，因此，針對助劑使用需要進一步控制用量.（2）微水滴容易漂移，單次撞擊固體表面的沉積行為和機理不明確，這方面的研究應當增強.（3）彈性基底沉積研究不足. 自然界大多數(shù)葉片都是單端固定、懸空而立，這樣的基底可以進一步降低接觸時間，也可以增加水滴滑移，對撞擊水滴損失也有非常大的影響，因此研究水滴在彈性基底上的沉積行為也非常重要.

隨著近年來對超疏水表面結(jié)構(gòu)和性能的不斷深入和高速攝像機的普遍使用，新的撞擊動力學不斷地出現(xiàn)；結(jié)合藥物噴灑實際條件的復雜性，增強水滴在超疏水表面上的單次撞擊的沉積行為與機理研究也應不斷深入和跟進.