既能排斥水又能排斥油的超雙疏表面具有廣泛的應用價值，例如自清潔，化學、生物防污，管道減阻，和油水分離等。而同時具有低固/液粘滯力和高透明度兩大特性的超雙疏表面可以極大地擴展其應用領域。例如，運用于數(shù)字屏幕、太陽能電池板和光學裝置等。常見超雙疏表面的制備方法有降低表面能、增加粗糙度以及引入微納米級的內(nèi)凹結構。近十幾年來，盡管超雙疏表面的制備方法有所改進，但這些表面大部分仍然是不透明的， 或者透明度的提高是以增加固/液粘滯力為代價。同時獲得具有低固/液粘滯力且高透明度的超雙疏表面仍然是一項重大的挑戰(zhàn)。
圖1 微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的超雙疏表面的設計原理示意圖。
為了獲得具備低固/液粘滯力且高透明度雙重特性的超雙疏表面，鄧旭教授團隊通過結合納米內(nèi)凹結構和微米內(nèi)凹結構于一體，設計了微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的分層結構模型。與之前報道的使用噴涂或蝕刻技術獲得的透明分層超雙疏表面相比，微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的超雙疏表面在不損失任一尺度內(nèi)凹結構原本功能的前提下，從本質(zhì)上實現(xiàn)了納米內(nèi)凹結構和微米內(nèi)凹結構的配合，提高了結構的均一性和疏水疏油效果的穩(wěn)定性。此外，微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的超雙疏表面具有超低的固/液粘滯力，優(yōu)異的透明度。文章通過測量靜態(tài)固/液粘滯力，動態(tài)液體滾落速度，光學透過率來驗證上述特征。這種通過合理的設計策略制備的表面將適用于需要光學透明性的自清潔，防污和傳熱材料。
圖2 微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的超雙疏表面的基本性能展示。（a）微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的超雙疏表面的SEM圖。（b）微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的超雙疏表面的透明度表征。（c）微/納米內(nèi)凹結構協(xié)調(diào)的超雙疏表面與單一納米內(nèi)凹結構的超雙疏表面的固/液粘滯力大小比較。
以上相關成果發(fā)表在ACS Appl. Mater. Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.9b08947)上。論文的第一作者為電子科技大學基礎與前沿研究院碩士研究生李曉玫，通訊作者為電子科技大學基礎與前沿研究院鄧旭教授，共同通訊作者為電子科技大學基礎與前沿研究院博士后楊金龍。
- 中科院蘭州化物所自修復超雙疏表面制備研究取得進展 2011-05-04
