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  材料的親-疏水特性分別由不同的微觀特征所決定。比如壁虎身上無數(shù)的細小毛發(fā)可以有效地防止水分浸濕；而設(shè)計用于空氣集水的經(jīng)過特殊處理的棉花則包含數(shù)百萬計的小孔，以便于吸收水分。瑞士蘇黎世大學的科學家團隊研制出一種新型材料，只需通過加電就能夠?qū)崿F(xiàn)材料親-疏水兩種狀態(tài)下的自由轉(zhuǎn)換。該研究發(fā)表在近期的《自然》期刊上。

  這種新材料由銠基體上構(gòu)造出蜂巢狀的氮化硼（又稱“白色石墨烯”）納米網(wǎng)構(gòu)成，單層納米網(wǎng)厚度0.1納米，網(wǎng)間距3.2納米。通過改變單層碳化硼的原子角度，能夠在加電/不加電的情況下，實現(xiàn)從親水到疏水的轉(zhuǎn)變。具體而言，該材料可通過改變納米結(jié)構(gòu)，改變原子表面的靜態(tài)阻力（一種狀態(tài)是高粘滯的親水態(tài)、另一種狀態(tài)則是低粘滯的疏水態(tài)），進而改變其親/疏水狀態(tài)。

  當對該材料施加電壓時，氮化硼納米網(wǎng)就會平整地鋪展開，極大地改變水滴與材料接觸角，表面張力不再能夠維持液滴的重力，水分子就會透過納米網(wǎng)。這是由于向材料施加電流時，會使氫原子聚集在碳化硼和銠元素層之間，讓納米網(wǎng)面結(jié)構(gòu)趨于平緩。

  蘇黎世大學教授烏爾思·格雷貝爾表示：理解和控制宏觀/納米尺度的相互作用，是納米科學領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。通過響應電信號的可調(diào)控，以及可觀察接觸角的納米網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型，使我們能夠更精準地理解液體表面摩擦力的基本現(xiàn)象。這或有助于我們更有效地解決“潤滑”作用中的突發(fā)問題。

  這種電控行為已經(jīng)在生物學上得到應用，可用于細胞微觀層面的控制和處理，在創(chuàng)造新型復雜的人造多細胞排列等相關(guān)科學研究方面有較大的推動作用。此外，該研究也為構(gòu)造微毛細血管泵提供了技術(shù)基礎(chǔ)，可通過電信號對納米級管道中的壓力和流量進行控制。

蜂巢狀氮化硼納米網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖：綠色球為氮原子、橙色球為硼原子，灰色球為銠原子（納米網(wǎng)層間距3.2納米）

材料表面七個動態(tài)接觸角測試結(jié)果疊加圖（垂直的毛細管直徑為0.85毫米）