含液光滑表面（Slippery liquid-infused surface）是近年興起的一類仿生界面,其由美國哈佛大學的Aizenberg教授等人在2011年以“slippery liquid-infused porous surface”（SLIPS）為概念提出。在這類界面中，液態潤滑劑被具有高比表面積的多孔結構或聚合物網絡基底固定在表面上。從宏觀上看，液體分子被固化，具有類似固體的形狀，不會脫離界面；而從微觀上看，被固定的液體分子依然保持一定的流動性，能自發形成完美光滑界面，提供優異的透光性、極低的摩擦系數和良好的阻隔效果，起到潤滑和防護的作用。含液光滑表面主要用于減阻、抗污、自清潔等目的。
相對于具有類似功能的界面材料，如超疏水、超雙疏涂層，其具有一些特殊的性質，比如（1）抗高壓：相對超疏水中的空氣而言，液態潤滑劑的不可壓縮使得含液光滑表面能承受極高的壓力（>600個大氣壓）；（2）適應于潮濕和水下環境：在傳統的超疏水表面，水汽的冷凝或者水下氣體分子的脫離往往會使其性能大幅下降，而在含液光滑表面，潤滑劑分子與基底的結合力強于水分子，不會被其取代。因此，這類“超滑”界面被認為在海洋抗污、體內抗菌、抗冰抗霧等領域最有前景的涂層材料之一。近年，各種各樣的含液光滑表面材料涌現，使得這一方向成為界面科學的新寵之一。
目前，這類超滑涂層材料看起來如此美好：幾乎能抗一切普通污漬。然而，最近，電子科技大學崔家喜教授（原Aizenberg教授的博士后）給潑了一大瓢冷水。崔家喜教授本人及其團隊一直從事含液超滑涂層的研究和技術開發（Nat. Mater., 2015, 14, 790; Angew. Chem. 2016, 55, 10861; Macromol Rapid Commun 2017, 38, doi: 10.1002/marc.201700206; ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 35483; Adv. Mater. 2018, 30, 1802141; Adv. Mater. Interfaces 2018, 5, 1701536; Adv. Mater. Interfaces 2019, 1901028; Adv. Mate. Interfaces 2019, 6, 1900653）。最近他們發現，在多巴胺水溶液中，所有典型的超滑含液涂層材料均失效（圖1）。多巴胺聚合物沉積在各種含液涂層上，大大降低涂層的水接觸角。經研究，他們提出，在多巴胺復雜的聚合反應過程中所產生的活性中間體能與含液涂層中的潤滑劑反應，改變聚多巴胺顆粒的表面性能，使得它們可以穿過潤滑劑層，到達涂料基材上。這些到達的顆粒還含有活性中間體，讓它們可以錨定在基底上形成粘附的成核點，最終導致超滑含液涂層材料的失效。這一結果還和今年日本科學家Hozumi等人所報道的結果相悖。雖然兩個團隊所用的體系和條件有所區別，但反面的例子也敲了一聲警鐘：超滑含液涂層材料，它還香嗎？
圖1.不同含液超滑涂層材料在多巴胺水溶液浸泡前后的水接觸角度
當然，多巴胺的粘附也不見得是壞事，正如文中所提到，什么都不粘附的超滑含液涂層材料往往很難附著在現有基底上，目前所發現的粘附現象，也許提供了一種有效的涂布超滑含液涂層材料的思路和方法。該工作以“When Ultimate Adhesive Mechanism Meets Ultimate Anti-Fouling Surfaces―Polydopamine Vs SLIPS: Which One Prevails?”為題發表在Adv. Mater. Interfaces上。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/admi.202000876
