北航田東亮教授團(tuán)隊(duì) ACS Nano：超穩(wěn)定超疏水表面用于表面減壓及液體導(dǎo)流
2022-10-18 來(lái)源：高分子科技
表面無(wú)損單向液體輸運(yùn)一直是材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)，在微反應(yīng)器、潤(rùn)滑、噴墨打印、自清潔表面和微流體等領(lǐng)域都受到了廣泛關(guān)注。目前研究人員制備了化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)形態(tài)梯度變化的人造各向異性表面，成功地實(shí)現(xiàn)了液滴的定向輸運(yùn)。通常來(lái)說(shuō)，增加表面疏水性，如使用低表面能材料制造疏水表面，可以將空氣困在液滴下方以減少固液接觸面積，即“阻塞”的方法，是表面承受液體壓力的常用策略。而過(guò)高的液體壓力容易破壞氣囊，導(dǎo)致表面的高粘性及不穩(wěn)定性。因此，如何形成穩(wěn)定的復(fù)合界面，從而以一種通用的、可行的方式連續(xù)無(wú)損地定向收集和輸運(yùn)液滴，仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
表面鱗片結(jié)構(gòu)可以直接承受和緩沖液體壓力，還可以引導(dǎo)液體進(jìn)行可控輸運(yùn)，進(jìn)一步降低表面的液體壓力，協(xié)同防止液滴與基底結(jié)構(gòu)的親密接觸，形成穩(wěn)定的SAL復(fù)合界面，實(shí)現(xiàn)無(wú)損失液體輸運(yùn)（圖2，圖3）。此外，音樂(lè)誘導(dǎo)超疏水表面垂直振動(dòng)結(jié)合鱗片各向異性結(jié)構(gòu)可以單向驅(qū)動(dòng)液滴輸運(yùn)，在多步定量化學(xué)反應(yīng)和液體檢測(cè)中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值（圖4）。這項(xiàng)工作在設(shè)計(jì)耐用超疏水材料方面具有很大的潛力，并在液滴控制、無(wú)損耗液滴傳輸、液體檢測(cè)和航空減阻等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
圖2 在擠壓和放松的循環(huán)過(guò)程中,超疏水表面對(duì)液滴的可控輸運(yùn)。
圖4聲音誘導(dǎo)液滴在超疏水鱗片表面的定向輸運(yùn)。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06749
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