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近年来，由于干旱区域的扩大和水污染的加剧，淡水危机日益严峻，仿生集水领域的研究越发受到关注。已有的雾采集研究大多是基于充足的雾流速度，而不是基于一般情况。不同表面微观结构及表面润湿特性对雾采集的具体影响，特别是对雾凝结和雾滴移动的影响，仍存在不确定性。
另一方面，连续流体的毛细现象已广泛应用在传热传质、航空设备、芯片、诊断设备等领域。然而据笔者所知，目前尚未有关于带有内表面微结构通道中梯度润湿性表面或特殊润湿表面(如第一段沟槽内表面为梯度润湿性，第二段为均一润湿性)对毛细流动影响的实验和理论研究报导。
为研究不同雾流速度和微观结构对雾采集的影响，笔者分别用碱辅助氧化法和电化学沉积法在锥形铜丝表面构建了超亲水(水接触角约4°)的针状形貌和叶状形貌，再用十二硫醇分别对两种方法制得的表面做超疏水化处理(水接触角约156°)。经XRD检测，碱辅助氧化法表面物质为氢氧化铜，电化学沉积法表面物质为铜。在雾采集过程中，随着雾流速度的增加，雾采集量的主导因素由雾凝结速度变为雾滴运动速度。当雾流速度小于50cm·s-1时，针状形貌的超疏水表面由于雾凝结能力更强，雾采集量更大。当雾流速度大于50cm·s-1时，叶状形貌的超亲水表面由于雾滴运动性能更好，雾采集量更大。
为研究不同润湿特性对沟槽表面液滴移动的影响，用碱辅助氧化法在开放型半圆铜沟槽内表面/外平面构建润湿性分别为3°/3°、87°/87°、3°/87°、87°~3°/3°。润湿性为3°/87°的沟槽液滴滑落所需体积最小。沟槽内构建梯度润湿性87°~3°，对液滴滑落所需体积影响不大，但单颗液滴在沟槽内表面铺展距离近1.1%~16.3%，铺展速度快48.5%~52.5%。
为研究不同润湿特性对毛细流动的影响，用碱辅助氧化法在开放型半圆铜沟槽内表面构建了均一润湿性(1,2-丙二醇接触角为3°)，逆梯度润湿性(1,2-丙二醇接触角为3°~45°)，正梯度润湿性(1,2-丙二醇接触角为45°~3°)，分段润湿性(第一段沟槽内表面为正梯度润湿性性，第二段沟槽内表面为均一润湿性)。将构建了不同润湿特性的沟槽水平放置，进行毛细吸入实验。与均一润湿性表面相比，逆梯度润湿性表面和正梯度润湿性表面分别存在额外的阻力和推动力，分别导致降速25.0%~28.6%和增速11.1%~30.0%。在同样的沟槽长度下，第一段内表面构建正梯度润湿性、第二段内表面构建均一润湿性的沟槽，比全段内表面构建正梯度润湿性的沟槽具有更快的毛细运动速度。将正梯度润湿性只构建在第一段沟槽内表面而不是整段沟槽内表面，可使单位长度梯度力增加，还可给第二段沟槽内表面带来额外力。而且较小的长度比(第一段内表面构建正梯度润湿性的沟槽长度与第二段内表面构建均一润湿性的沟槽长度之比)具有更好的加速效果。在Lucas-Washburn方程的基础上，通过引入由梯度润湿性带来的额外力和由表面粗糙度带来的阻滞系数，建立了理论函数模型。该模型能预测流体流动最前端位置与流动时间的关系。理论预测值与实验结果值的误差在20.7%以内，表明理论函数模型的合理性。
用碱辅助氧化法在开放型半圆铜沟槽内表面构建均一润湿性(水接触角为3°)，逆梯度润湿性(水接触角为3°~45°)，正梯度润湿性(水接触角为45°~3°)。将沟槽与水平面呈45°倾斜角放置，进行水的毛细上升实验。与均一润湿性表面相比，逆梯度润湿性表面存在额外的阻力，毛细上升平衡高度仅为0.006~0.0073m和降速2.0%~18.2%；正梯度润湿性(45°~3°)表面对毛细吸入有额外驱动力，增速18.2%~43.0%。理论函数模型加入重力项，理论预测与实验结果误差在8.7%以内。
为研究形状梯度对毛细运动的影响，制备由始端半径至终端半径分别为0.5~0.75×10-3m、0.5~1×10-3m、0.5~1.5×10-3m、0.75~0.5×10-3m、1~0.5×10-3m、1.5~0.5×10-3m的沟槽。将沟槽内表面统一构建为均一润湿性(水接触角为3°)，进行水的毛细上升实验。单位长度变径幅度大的沟槽运动速度较快。而同样单位长度变径幅度下，半径由宽到窄的沟槽比半径由窄到宽的运动速度更快。在理论函数模型方面，在Lucas-Washburn方程的基础上，对具有形状梯度的沟槽建立半径与流体流动最前端位置的线性关系，以此解出单一形状梯度沟槽毛细上升速度方程，理论预测与实验结果误差在8.5%以内。进一步地，制备半径为0.5~0.25×10-3m、水接触角为45°~3°的复合梯度沟槽进行毛细上升实验。复合梯度沟槽毛细上升速度比只有单一润湿性梯度或单一形状梯度的沟槽快20.6%~68.1%，，而且复合梯度中润湿性梯度的作用比形状梯度大。理论函数模型复合了润湿性梯度和形状梯度，理论预测与实验结果误差在19.2%以内。
另一方面，连续流体的毛细现象已广泛应用在传热传质、航空设备、芯片、诊断设备等领域。然而据笔者所知，目前尚未有关于带有内表面微结构通道中梯度润湿性表面或特殊润湿表面(如第一段沟槽内表面为梯度润湿性，第二段为均一润湿性)对毛细流动影响的实验和理论研究报导。
为研究不同雾流速度和微观结构对雾采集的影响，笔者分别用碱辅助氧化法和电化学沉积法在锥形铜丝表面构建了超亲水(水接触角约4°)的针状形貌和叶状形貌，再用十二硫醇分别对两种方法制得的表面做超疏水化处理(水接触角约156°)。经XRD检测，碱辅助氧化法表面物质为氢氧化铜，电化学沉积法表面物质为铜。在雾采集过程中，随着雾流速度的增加，雾采集量的主导因素由雾凝结速度变为雾滴运动速度。当雾流速度小于50cm·s-1时，针状形貌的超疏水表面由于雾凝结能力更强，雾采集量更大。当雾流速度大于50cm·s-1时，叶状形貌的超亲水表面由于雾滴运动性能更好，雾采集量更大。
为研究不同润湿特性对沟槽表面液滴移动的影响，用碱辅助氧化法在开放型半圆铜沟槽内表面/外平面构建润湿性分别为3°/3°、87°/87°、3°/87°、87°~3°/3°。润湿性为3°/87°的沟槽液滴滑落所需体积最小。沟槽内构建梯度润湿性87°~3°，对液滴滑落所需体积影响不大，但单颗液滴在沟槽内表面铺展距离近1.1%~16.3%，铺展速度快48.5%~52.5%。
为研究不同润湿特性对毛细流动的影响，用碱辅助氧化法在开放型半圆铜沟槽内表面构建了均一润湿性(1,2-丙二醇接触角为3°)，逆梯度润湿性(1,2-丙二醇接触角为3°~45°)，正梯度润湿性(1,2-丙二醇接触角为45°~3°)，分段润湿性(第一段沟槽内表面为正梯度润湿性性，第二段沟槽内表面为均一润湿性)。将构建了不同润湿特性的沟槽水平放置，进行毛细吸入实验。与均一润湿性表面相比，逆梯度润湿性表面和正梯度润湿性表面分别存在额外的阻力和推动力，分别导致降速25.0%~28.6%和增速11.1%~30.0%。在同样的沟槽长度下，第一段内表面构建正梯度润湿性、第二段内表面构建均一润湿性的沟槽，比全段内表面构建正梯度润湿性的沟槽具有更快的毛细运动速度。将正梯度润湿性只构建在第一段沟槽内表面而不是整段沟槽内表面，可使单位长度梯度力增加，还可给第二段沟槽内表面带来额外力。而且较小的长度比(第一段内表面构建正梯度润湿性的沟槽长度与第二段内表面构建均一润湿性的沟槽长度之比)具有更好的加速效果。在Lucas-Washburn方程的基础上，通过引入由梯度润湿性带来的额外力和由表面粗糙度带来的阻滞系数，建立了理论函数模型。该模型能预测流体流动最前端位置与流动时间的关系。理论预测值与实验结果值的误差在20.7%以内，表明理论函数模型的合理性。
用碱辅助氧化法在开放型半圆铜沟槽内表面构建均一润湿性(水接触角为3°)，逆梯度润湿性(水接触角为3°~45°)，正梯度润湿性(水接触角为45°~3°)。将沟槽与水平面呈45°倾斜角放置，进行水的毛细上升实验。与均一润湿性表面相比，逆梯度润湿性表面存在额外的阻力，毛细上升平衡高度仅为0.006~0.0073m和降速2.0%~18.2%；正梯度润湿性(45°~3°)表面对毛细吸入有额外驱动力，增速18.2%~43.0%。理论函数模型加入重力项，理论预测与实验结果误差在8.7%以内。
为研究形状梯度对毛细运动的影响，制备由始端半径至终端半径分别为0.5~0.75×10-3m、0.5~1×10-3m、0.5~1.5×10-3m、0.75~0.5×10-3m、1~0.5×10-3m、1.5~0.5×10-3m的沟槽。将沟槽内表面统一构建为均一润湿性(水接触角为3°)，进行水的毛细上升实验。单位长度变径幅度大的沟槽运动速度较快。而同样单位长度变径幅度下，半径由宽到窄的沟槽比半径由窄到宽的运动速度更快。在理论函数模型方面，在Lucas-Washburn方程的基础上，对具有形状梯度的沟槽建立半径与流体流动最前端位置的线性关系，以此解出单一形状梯度沟槽毛细上升速度方程，理论预测与实验结果误差在8.5%以内。进一步地，制备半径为0.5~0.25×10-3m、水接触角为45°~3°的复合梯度沟槽进行毛细上升实验。复合梯度沟槽毛细上升速度比只有单一润湿性梯度或单一形状梯度的沟槽快20.6%~68.1%，，而且复合梯度中润湿性梯度的作用比形状梯度大。理论函数模型复合了润湿性梯度和形状梯度，理论预测与实验结果误差在19.2%以内。