水中微油滴动态行为的实时检测不仅可以避免含油污水堵塞海洋探测器，及时发现水下装备油泄露，而且有助于建立新型微油滴检测体系。而传统的检测方法无法及时监测废油污水。近期，江苏大学张忠强教授团队（宋云云第一作者）在《Advanced Functional Materials》期刊上发表了一项创新研究，受仙人掌刺、瓶子草微通道结构和弹尾虫蘑菇状结构启发，作者构建了一套能够通过稳定气膜吸附、输送和自检测微油滴的集成系统。蘑菇状结构提高了气膜厚度和稳定性，将运动界面从油-水界面转变为油-气界面，显著降低了阻力，实现了气膜诱导微油滴的超高速输送。该系统能够通过油-水-气相位取代机制，实现超快水下油滴运输（135 mm/s）。同时模拟“液控门”，利用乙醇和油滴控制水下电路通断，建立了一个能够高效吸附、运输和自我检测油污染的集成系统。可对作业区域水体中的油污染进行现场监测和采集，通过实时监测微油滴的运动轨迹和位置，可以检测水下原油管道泄漏以及关键海底设备的润滑油泄漏。

图1：(a) 仙人掌刺、瓶子草微通道结构和弹尾虫蘑菇状结构的基本特征；(b) 仿生耦合尖锥结构的形貌；(c) 模拟“液控门”，该结构实现水下油滴的运输和自检测。

江苏大学宋云云副教授为该论文的第一作者、张忠强教授为通讯作者，研究生王玮为除导师外论文的第一作者，江苏大学机械工程学院为该论文的第一单位。该工作得到了国家自然科学基金面上项目(52475301)、国家自然科学基金青年项目(52005222)、中国博士后科学基金面上项目 (2020M671372) 的支持。

论文信息：

Phase Replacement Enables Self-Detectable and High-Efficiency Oil-Adsorbing Bioinspired Coupled Structure. Yun-Yun Song, Wei Wang, Jia-Ning Hou, Zhao-Peng Yu, Yan Liu, Zhong-Qiang Zhang.

Advanced Functional Materials, 2025, e20200.

https://doi.org/10.1002/adfm.202520200