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  原油泄漏和工業生產過程中產生的含油廢水所帶來的環境污染正威脅著全球生態系統，盡管國內外已提出了多種策略方法并設計了相應的分離材料來應對水污染問題，但在回收溢油或處理含油廢水時，通常需要面對較復雜的廢水狀態或苛刻的操作條件。例如，泄漏的原油在常溫下難以回收；在溢油回收作業過程中，油品具有可燃性，存在著巨大的火災隱患；成功處理溢油或含油廢水后，油及材料無法在低能耗下回收，且潛在的有害細菌微生物可能會在水中繁殖，甚至通過水媒介傳播，危害人類健康，上述問題的存在嚴重阻礙了許多傳統分離材料的應用，因此迫切需要高效節能、可循環利用的油水分離材料來解決水污染問題。

  為攻克這一難題，團隊提出了一種“一石多鳥”的吸油泡沫設計策略，設計了一種pH和熱響應/光熱殺菌的阻燃吸油泡沫，該泡沫具有光熱觸發的熱響應以切換潤濕性，賦予其按需油水分離能力，尤其可提升高黏度原油的吸附能力；并可通過pH響應再次切換潤濕性為親水/疏油性，從而改善常規原油和原油在沒有外部能量輸入的情況下的自解吸性能，實現油的回收和吸附材料的循環利用，泡沫的光熱效應和低油黏附性能有效滅殺含油廢水中的細菌并解決微生物污染的問題；此外，泡沫還具有在火災中緊急處理溢油和優異的火災預警性能。

1.P-Fe₃O₄-PDA@MF泡沫的吸油及其機理

2. P-Fe₃O₄-PDA@MF泡沫的解吸油及其機理

3. 基于光熱效應的高黏度原油的回收

4.含菌水包油廢水的分離和光熱抗菌研究

5.吸油滅火和火災報警應用研究

圖6 (a) P-Fe₃O₄-PDA@MF吸油阻燃機理圖；(b) P-Fe₃O₄-PDA@MF電阻隨溫度變化趨勢圖；(c) P-Fe₃O₄-PDA@MF火災報警響應圖

  總而言之，該策略提供了良好的吸油材料設計思路，以實現潤濕性的可控切換來分離含油廢水，并通過光熱轉換有效提升高黏度原油的回收率，且提供了一種一體化過濾含菌廢水和殺菌的方法，并有效應對火災風險。該工作將為智能響應型吸油材料設計提供參考，有望進一步推動復雜條件下溢油處理的研究。

  文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.05.002

  此外，課題組在抗菌和抗細菌黏附技術的構建及其應用方面也取得了其它系列成果：

  （1）設計了一種用于分離含細菌、染料和金屬離子復雜廢水的響應型Janus PVDF復合膜，膜的抗菌性和低黏附性有效將細菌殺滅和解決了工業界膜的微生物和油污染問題(Chemical Engineering Science, 2022, 253, 117586);

  （2）揭示了可切換超疏/超親水智能表面抗菌抗細菌黏附性的差異和關聯(Chemical Engineering Journal(IF=13.2), 2022, 431, 134103);

  （3）設計出了一種能夠一步分離含細菌/染料/油的復雜污水且能夠抗細菌/染料/油黏附污染的復合膜。(Chemical Engineering Journal(IF=13.2), 2021, 413:127493);

  （4）為探究新型的高效抗菌分子，設計合成了一種仿生甲殼蟲狀的抗菌大分子(International Journal of Biological Macromolecules(IF=6.9), 2020, 157:553-560，ESI高倍引論文);

  （5）為解決多孔粗糙纖維表面由于毛細管力吸附作用易黏附細菌的難題，提出了超疏水超疏油Cassie-Baxter狀態表面構建技術，細菌液滴被空氣層懸浮在其表面(ACS Applied Materials & Interfaces(IF=9.2), 2018, 10: 6124-6136, ESI高被引，熱點論文);

  （6）為探究在任意異型表面構筑抗細菌黏附表面技術，研究開發了一種簡易噴涂抗細菌黏附微球的技術，提出了親水阻抗和疏水排斥型兩種抗細菌黏附模型，并論證了超疏水疏油/超疏水水下疏油特性是疏水表面抗細菌黏附的內在機制，首次通過分子模擬闡述水化層阻抗是親水表面抗細菌黏附的內在機制(Journal of Materials Chemistry A(IF=12.7), 2019, 7:26039-26052, ESI高被引);

  （7）提出實現了抗細菌黏附技術在基于Cassie-Baxter潤濕狀態下具有抗液體干擾和抗細菌黏附的高拉伸性和超靈敏可穿戴柔性應變傳感器中的應用(Advanced Functional Materials（IF=18.8）, 2020, 30(23): 2000398, ESI高被引);

  （8）為探究在復雜多變的環境下構筑抗細菌黏附表面的技術，研究開發了一種智能抗細菌黏附溫度和光雙重響應增強技術，提出并論證了溫度和紫外光照射刺激對復合表面的抗細菌黏附性能的影響規律及其機理。(Chemical Engineering Journal(IF=13.2), 2021, 407: 125783，ESI高被引)。