Superhydrophobicity is a remarkable evolutionary adaption manifested by several natural surfaces. Artificial superhydrophobic coatings with good mechanical robustness, substrate adhesion and chemical robustness have been achieved separately. However, a simultaneous demonstration of these features along with resistance to liquid impalement via high-speed drop/jet impact is challenging. Here, we describe all-organic, flexible superhydrophobic nanocomposite coatings that demonstrate strong mechanical robustness under cyclic tape peels and Taber abrasion, sustain exposure to highly corrosive media, namely aqua regia and sodium hydroxide solutions, and can be applied to surfaces through scalable techniques such as spraying and brushing. In addition, the mechanical flexibility of our coatings enables impalement resistance to high-speed drops and turbulent jets at least up to ~35 m s-1 and a Weber number of ~43,000. With multifaceted robustness and scalability, these coatings should find potential usage in harsh chemical engineering as well as infrastructure, transport vehicles and communication equipment.

Understanding ice formation from supercooled water on surfaces is a problem of fundamental importance and general utility. Superhydrophobic surfaces promise to have remarkable 'icephobicity' and low ice adhesion. Here we show that their icephobicity can be rendered ineffective by simple changes in environmental conditions. Through experiments, nucleation theory and heat transfer physics, we establish that humidity and/or the flow of a surrounding gas can fundamentally switch the ice crystallization mechanism, drastically affecting surface icephobicity. Evaporative cooling of the supercooled liquid can engender ice crystallization by homogeneous nucleation at the droplet-free surface as opposed to the expected heterogeneous nucleation at the substrate. The related interplay between droplet roll-off and rapid crystallization is also studied. Overall, we bring a novel perspective to icing and icephobicity, unveiling the strong influence of environmental conditions in addition to the accepted effects of the surface conditions and hydrophobicity.

The superhydrophobic behavior of nano- and microtextured surfaces leading to rebound of impacting droplets is of great relevance to nature and technology. It is not clear however, if and under what conditions this behavior is maintained when such surfaces are severely undercooled possibly leading to the formation of frost and icing. Here we elucidate key aspects of this phenomenon and show that the outcome of rebound or impalement on a textured surface is affected by air compression underneath the impacting drop and the time scale allowing this air to escape. Remarkably, drop impalement occurred at identical impact velocities, both at room and at very low temperatures (−30 °C) and featured a ringlike liquid meniscus penetration into the surface texture with an entrapped air bubble in the middle. At low temperatures, the drop contact time and receding dynamics of hierarchical surfaces were profoundly influenced by both an increase in the liquid viscosity due to cooling and a partial meniscus penetration into the texture. For hierarchical surfaces with the same solid fraction in their roughness, minimizing the gap between the asperities (both at micro- and nanoscales) yielded the largest resistance to millimetric drop impalement. The best performing surface impressively showed rebound at −30 °C for drop impact velocity of 2.6 m/s.

A rational methodology for designing surfaces with extraordinary resistance to ice formation is employed. The so obtained surfaces show robust ice nucleation temperatures and freezing delays of ∼25 hours at −21 °C.

Abstract Many advanced materials are designed for separation of immiscible oils/organic solvents and aqueous solutions, including poly(vinylidene fluoride) (PVDF)‐based materials with superwettability. However, due to the limited solubility of PVDF, techniques (e.g., phase inversion and electrospinning) often involve the use of toxic organic solvents. Here a facile organic solvent‐free method is described to prepare a porous PVDF–MWCNT (multiwalled carbon nanotube) foam using table salt as a sacrificial template. The porous PVDF–MWCNT foam is characterized as superhydrophobic–superoleophilic with good elasticity due to its 3D porosity and low surface energy. The foam exhibits high adsorption capacity to a variety of oils/organic solvents and can be easily reused by squeezing, heating, or releasing in other solvents. Moreover, the foam is highly resistant toward UV exposure, corrosive aqueous solutions such as acidic, alkaline, salty solutions, and turbulent environments, and shows effective oils/organic solvents removal in these complex environments. The continuous separation of immiscible oils/organic solvents and corrosive aqueous solutions with vacuum assistance is also presented. The organic solvent‐free and reusable PVDF–MWCNT foam is a promising candidate for large‐scale industrial separation of oils/organic solvents and water in corrosive and turbulent conditions.

Advanced interfacial engineering has the potential to enable the successful realization of three features that are particularly important for a variety of healthcare applications: wettability control, antimicrobial activity to reduce infection risks, and sensing of physiological parameters. Here, a sprayable multifunctional triboelectric coating is exploited as a nontoxic, ultrathin tactile sensor that can be integrated directly on the fingertips of surgical gloves. The coating is based on a polymer blend mixed with zinc oxide (ZnO) nanoparticles, which enables antifouling and antibacterial properties. Additionally, the nanocomposite is superhydrophobic (self-cleaning) and is not cytotoxic. The coating is also triboelectric and can be applied directly onto surgical gloves with printed electrodes. The sensorized gloves so obtained enable mechanical energy harvesting, force sensing, and detection of materials stiffness changes directly from fingertip, which may complement proprioceptive feedback for clinicians. Just as importantly, the sensors also work with a second glove on top offering better reassurance regarding sterility in interventional procedures. As a case study of clinical use for stiffness detection, the sensors demonstrate successful detection of pig anal sphincter injury ex vivo. This may lead to improving the accuracy of diagnosing obstetric anal sphincter injury, resulting in prompt repair, fewer complications, and improved quality of life.

This paper presents the implementation of an IoT-based patrolling robot, incorporating an Arduino Uno, ultrasonic sensor, motor driver, motors, IR sensor, and buzzer. The robot is designed to autonomously patrol a specified area. The ultrasonic sensor detects obstacles to prevent collisions, while the IR sensor identifies low-level objects and alerts the user. The buzzer provides an audible alarm for significant disturbances within the patrolling area. The robot navigates and changes directions using the motor driver and motors, controlled by the Arduino Uno. The ESP module offers local IoT connectivity, enabling remote monitoring and control. This system can be utilized for various applications such as surveillance and security, with the potential to enhance the efficiency and effectiveness of night patrolling operations. Developed at a low cost, the system is accessible to a wide range of users. Testing indicates that the system efficiently and effectively detects and responds to environmental stimuli. The IoT interface allows users to monitor and control the system remotely.