Smart Hydrophobic Surfaces: Nature-Inspired Designs for Sustainable Nanostructure Technologies

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/nano16130809
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Hydrophobic and superhydrophobic surfaces have emerged as key solutions for fluid transport, biofouling prevention, and energy efficiency, with market forecasts projecting a compound annual growth rate (CAGR) of over 15% through 2030 due to their broad range of applications. This review critically examines the principles of natural hydrophobicity, as exemplified by lotus leaves and shark skin, and their translation into engineered surfaces via micro/nanofabrication techniques, such as laser patterning, etching, and self-assembly. Recent advances in hybrid nanomaterials have demonstrated WCAs in the range of 140-160°, along with enhanced mechanical strength and chemical stability, enabling applications in self-cleaning, anti-corrosion, and oil-water separation technologies. Superhydrophobic coatings are particularly important for reducing ice adhesion by more than 80%, while drag reduction in pipelines can reach up to 30%, contributing to energy savings. Despite these advances, challenges remain in achieving long-term stability under harsh environmental conditions, minimizing environmental impact, and developing cost-effective, scalable fabrication techniques. Future directions focus on environmentally friendly, multifunctional nanocomposites with switchable wettability, including pH- and light-responsive coatings capable of reversibly transitioning between superhydrophilic (<5°) and superhydrophobic (>150°) states, paving the way for sustainable and adaptable surface technologies.