有蓝色大闪蝶翅膀的光泽、散射光的质地，鲨鱼皮的粗糙、减少阻力的质地，还有玫瑰花瓣的粘稠、拒水的质地。

但是如何在工程世界中使用这些自然纹理和属性呢?荷花的拒水、超疏水结构能否以某种方式应用到飞机机翼上作为防冰装置?之前的尝试涉及聚合物和其他软材料的成型，或者在硬材料上蚀刻图案，这些都缺乏精度，而且依赖于昂贵的设备。但是如何制造廉价的模塑金属生物结构呢?

爱荷华州立大学的Martin Thuo和他的研究小组的学生已经找到了一种追求“节俭科学/创新”的方法，他将其描述为“在提供有效解决方案以改善人类条件的同时，将成本和复杂性降至最低的能力”。

在这个项目中，他们利用他们之前开发的液态金属颗粒，用它们来制作自然表面的完美模制金属版本，包括玫瑰花瓣。它们可以在没有热量或压力的情况下完成，也不会损坏花瓣。

他们最近在网上发表的一篇论文中描述了他们称之为BIOMAP的技术《应用化学》是德国化学学会的期刊。Thuo，电子与计算机工程专业材料科学与工程副教授，通讯作者。合著者均为爱荷华州立大学材料科学与工程专业的学生:博士生Julia Chang, Andrew Martin和Chuanshen Du;以及本科生阿兰娜·保罗斯。

爱荷华州立大学用thoo产生的知识产权使用费支持该项目。

“这个项目来自于一个观察，即大自然有很多美丽的东西，”Thuo说。“例如，莲花植物生活在水中，但不会被弄湿。我们喜欢这些结构，但我们只能用柔软的材料来模仿它们，我们想用金属。”

该技术的关键是过冷液态金属的微尺度颗粒，最初是为无热焊接而开发的。当微小的金属液滴(在这种情况下，菲尔德的金属是铋、铟和锡的合金)暴露在氧气中并涂上一层氧化层时，即使在室温下，金属也会处于液态。

BIOMAP过程使用不同大小的颗粒，它们的直径都只有百万分之几米。这些颗粒被涂在表面上，通过自过滤、毛细压力和蒸发的自主过程覆盖它，并形成适合所有裂缝、缝隙和图案。

化学触发器将颗粒彼此连接并固化，而不是表面。这使得固体金属复制品可以被举起，创造出表面纹理的负浮雕。正浮雕可以通过使用反向副本创建一个模具，然后重复BIOMAP过程。

“你把它拿起来，它看起来完全一样，”Thuo说，并指出工程师可以通过金属复制品纹理的细微差异来识别不同的品种或玫瑰。

重要的是，复制品保留了表面的物理特性，就像基于弹性体的软光刻一样。

Thuo说:“金属结构保持了这些超疏水特性——就像莲花或玫瑰花瓣一样。”“把一滴水放在金属玫瑰花瓣上，水滴就会粘在一起，但放在金属荷叶上，它就会流出来。”

thoo说，这些特性可以应用到飞机机翼上，以更好地除冰或改善空调系统的传热。

这就是为什么一点点节俭的创新“可以将玫瑰花瓣的精致结构塑造成坚固的金属结构，”thoo说。“我们希望这种方法能带来基于结构而不是金属涂层的疏水金属表面的新方法。”