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电子科技大学邓旭教授课题组在设计具有超低固/液粘滞力的透明超双疏表面上取得新进展
2019-08-07  来源:中国聚合物网

  既能排斥水又能排斥油的超双疏表面具有广泛的应用价值,例如自清洁,化学、生物防污,管道减阻,和油水分离等。而同时具有低固/液粘滞力和高透明度两大特性的超双疏表面可以极大地扩展其应用领域。例如,运用于数字屏幕、太阳能电池板和光学装置等。常见超双疏表面的制备方法有降低表面能、增加粗糙度以及引入微纳米级的内凹结构。近十几年来,尽管超双疏表面的制备方法有所改进,但这些表面大部分仍然是不透明的, 或者透明度的提高是以增加固/液粘滞力为代价。同时获得具有低固/液粘滞力且高透明度的超双疏表面仍然是一项重大的挑战。

图1 微/纳米内凹结构协调的超双疏表面的设计原理示意图。

  为了获得具备低固/液粘滞力且高透明度双重特性的超双疏表面,邓旭教授团队通过结合纳米内凹结构和微米内凹结构于一体,设计了微/纳米内凹结构协调的分层结构模型。与之前报道的使用喷涂或蚀刻技术获得的透明分层超双疏表面相比,微/纳米内凹结构协调的超双疏表面在不损失任一尺度内凹结构原本功能的前提下,从本质上实现了纳米内凹结构和微米内凹结构的配合,提高了结构的均一性和疏水疏油效果的稳定性。此外,微/纳米内凹结构协调的超双疏表面具有超低的固/液粘滞力,优异的透明度。文章通过测量静态固/液粘滞力,动态液体滚落速度,光学透过率来验证上述特征。这种通过合理的设计策略制备的表面将适用于需要光学透明性的自清洁,防污和传热材料。

图2 微/纳米内凹结构协调的超双疏表面的基本性能展示。(a)微/纳米内凹结构协调的超双疏表面的SEM图。(b)微/纳米内凹结构协调的超双疏表面的透明度表征。(c)微/纳米内凹结构协调的超双疏表面与单一纳米内凹结构的超双疏表面的固/液粘滞力大小比较。

  以上相关成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.9b08947)上。论文的第一作者为电子科技大学基础与前沿研究院硕士研究生李晓玫,通讯作者为电子科技大学基础与前沿研究院邓旭教授,共同通讯作者为电子科技大学基础与前沿研究院博士后杨金龙

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