Sinh vật trong tự nhiên có rất nhiều loài có bộ phận cơ thể có tính siêu kỵ nước. Bề mặt lá Sen là một bề mặt siêu kỵ nước điển hình. Các giọt nước dễ dàng lăn trên bề mặt, và lấy đi bụi bám trên bề mặt, hiện tượng này được gọi là “hiệu ứng lá sen” hoặc “hiệu ứng tự làm sạch” [19]. Nghiên cứu cho thấy, các tính chất đặc biệt như tự làm sạch, siêu kỵnước của bề mặt lá sen là do sự tồn tại của cấu trúc nhấp nhô cấp độ micro/nano cùng với tác động của chất sáp trên bề mặt kết hợp tạo nên (hình 3.4).
Hình 3.4. Hình ảnh bề mặt siêu kỵ nước của lá Sen (Nelumbo nucifera) và cấu trúc hiển vi của
bề mặt lá Sen [33]
Gao và cộng sự [22] cho rằng hiện tượng siêu kỵ nước và lực hỗ trợ cao trên bề mặt ở chân Nhện nước (Gerris remigis) có nguồn gốc từ cấu trúc thứ bậc (hierarchical structure) ở cấp độnano, như hình 1.2. Bề mặt của chân Nhện nước được sắp xếp theo hình lông cứng với kích thước micro, và mỗi một sợi lông cứng lại có rãnh nano hình xoắn. Với loại cấu trúc micro/nano này đã làm cho bề mặt của nó ít bịướt bởi các giọt nước.
Hình 3.5. Cấu trúc bề mặt chân Nhện nước (Gerris remigis)
Thanh tỉ lệtrong hình b, c có độ dài lần lượt là 20 m và 200 nm
“Hiệu ứng lá Sen” như đề cập ởđây đã trở thành tiền đề cho ý tưởng chế tạo các vật liệu siêu kỵnước. Hiện tại, việc chế tạo các bề mặt siêu kỵnước có thể đạt được bằng hai nhóm giải pháp: (1) Nhóm thứ nhất là sử dụng các vật chất có khả năng làm giảm năng lượng bề mặt vật liệu, (2) Nhóm thứ hai là sử dụng các giải pháp xử lý tạo ra độ ráp cho bề mặt vật liệu.