探索和收集海洋资源对当今社会发展具有重要意义。广阔的海洋表面是一个巨大的水-气界面（air-water interface），高度活跃且伴随着大量的物质与能量交换。考虑到物质/能源获取/信号交换的便利性，开发可以固定潜水于水-气界面的海洋探索装置，在水资源获取、能量收集、环境传感等领域具有很高的价值。

  为了适应自然环境，满足生存需要，生物体进化出独特的结构与功能。在水-气界面生存的生物往往都“身怀绝技”，如：可以水上漂的水黾，水上行走的蛇怪蜥蜴，利用弯液面爬行的跳虫。这些动物在水面上的运动已被广泛研究，而对潜藏在水面之下的生物运动行为却鲜见报道。

  该团队发现仰泳蝽在水面以下保持稳定姿势的秘诀在于表面张力、浮力与重力的平衡，即通过亲水足产生的表面张力中和自身的正浮力。受到仰泳蝽独特潜水技能的启发，作者通过组装亲水框架与密度控制板构建了仿仰泳蝽潜水装置，其可提供的最大曲率力受到三相线接触长度、液体介质、亲水框架尺寸与表面接触角所影响，可以自发定位至水-气界面。由于表面张力-正浮力平衡的设计，器件在不同水环境中均具有稳定的潜水姿态与深度，在界面太阳能蒸发、波浪检测与波浪能收集等方面表现出良好应用前景。

图 4 器件用于波浪传感与能量收集。(A) 整合独立层纳米摩擦发电机单元（FTENG）的仿仰泳蝽波浪探测装置（BSWD）。(B) FTENG原理。 (C-D) 不同波浪高度下FTENG的输出性能。(E) 不同波浪频率下FTENG的输出性能。(F) 输出电路示意图。(G) BSWD供电的电容充电曲线。(H) BSWD使用电容器驱动温湿度计运行。(I) 仿仰泳蝽潜水器件在海洋中的潜在用途示意。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.01.032