近日，中科院理化技術研究所仿生智能界面科學實驗室王樹濤研究員團隊提出了結合固液氣三相接觸線調控和電化學聚合，用于制備可控微米吸盤結構的圖案化導電聚合物的普適方法。該研究成果以Controlled Growth of Patterned Conducting Polymer Microsuckers on Superhydrophobic Micropillar-Structured Templates為題發表在Advanced Functional Materials 2018, 1800240, DOI:10.1002/adfm.201800240。
導電聚合物的形貌對其在信號檢測、微型驅動器制備和液滴操縱等方面性能的提升有著重要影響。然而，以往的大多數方法因為其固有的弊端，存在不能精確調控形貌，生長位置以及犧牲模板等缺陷，難以滿足實際的應用。因此，王樹濤研究員團隊提出了一種通過調控固液氣三相接觸線和電化學聚合，用于制備可控微米吸盤結構的圖案化導電聚合物的普適方法。通過調控鉑片和微柱陣列模板之間的距離，微柱頂部聚吡咯吸盤的生長方向從朝上(+26 ± 5°)變到朝下(-32 ± 7°)，并且聚吡咯吸盤距離微柱頂部的距離也可以隨著固液氣三相接觸線的調節發生改變。系統地研究了影響聚吡咯吸盤生長的因素，比如電聚合時間、電聚合電流的大小、微柱的形狀和大小、導電聚合物的種類。受自然界生物通過毛細液橋作用的濕態粘附現象的啟發，制備得到的聚吡咯吸盤可以和液滴形成毛細液橋，并且通過調節聚吡咯吸盤的大小，可以改變對液滴的粘附力，用于液滴的有效轉移。
圖1. 結合氣液固三相線調節和電化學聚合，在超疏水硅片陣列上沉積具有可控生長方向的聚吡咯吸盤。
圖2. 聚吡咯吸盤能夠像機械吸盤手一樣用于轉移水滴。通過調節聚合時間，得到不同大小的聚吡咯吸盤，每個聚吡咯吸盤和水滴之間會形成毛細液橋，進而可以調控對水滴的粘附力，實現液滴的有效轉移。
該論文通訊作者為王樹濤研究員和孟靖昕副研究員。
相關研究工作得到國家自然科學基金、國家“萬人計劃”青年拔尖人才和中國科學院青年創新促進會的大力支持。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201800240
