在金属表面上实现主动防冰和高效散热仍然是艰巨的挑战。超疏水性和多次液滴弹跳能力会增加金属表面除冰的可能性，特别是对于动态的表面例如飞机的机翼，液滴的多次弹跳会增加液滴在横向力的作用下离开金属表面的概率。同时，球状液滴成型的能力可以使表面冷凝模式为滴状冷凝，大大提高冷凝换热效率，避免在表面形成一层液膜阻碍冷凝换热。此外，当表面作为能量采集装置，用于吸收下落液滴的撞击动能时，更多的弹跳次数也可以提高能量的收集频率，从而提升能量收集效率。
基于Cassie-Baxter状态的“莲花效应”，通过激光烧蚀、有机吸附和氟化处理方法在钛合金上制备出具有独特四元“微柱-微凸包-纳米颗粒-氟化层”跨尺度结构。通过激光烧蚀在钛合金表面加工出呈现交联形态的微柱阵列结构，随后进行4 h的高温有机吸附和0.5 h的氟化处理，实现了164.2°的接触角、7.8°的滑动角和5次液滴弹跳。随着液滴弹跳次数的增加，液滴在表面的横向铺展程度逐渐减小，液滴趋于球化。根据测得的表面化学成分分布，提出了由有机吸附层和氟化层之间的间隙构成的“机械弹簧”，以及促进液滴多次弹跳的“机械弹簧”效应。
研究工作受国家自然科学基金（51875241）和吉林省重点研发计划项目（YDZJ202101ZYTS129）的资助。相关论文“Simultaneous realization of superhydrophobicity and multiple droplet bouncing through laser ablation, organic adsorption and fluorination treatment”发表在知名学术期刊Materials Today Physics上。赵宏伟教授和马志超教授为论文的共同通讯作者，工程仿生教育部重点实验室任露泉院士给予了理论指导，马志超教授为论文的第一作者。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2022.100739
