自然生物啟發(fā)的圖案化潤濕差異表面近年來得到了長足發(fā)展。通過精確控制表面的局部可潤濕性，可實現可控潤濕、各向異性潤濕、定向粘附等獨特性能，在水汽凝結與收集、液體操控、熱管理、細胞培養(yǎng)、打印技術、生物傳感、光電制造等基礎研究和工業(yè)制造領域具有廣泛應用前景。
近年來，四川大學化學學院環(huán)保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室宋飛教授團隊基于纖維素、大豆蛋白等生物質材料，制備了系列具有特殊潤濕性（疏水-超親水、疏水-超疏水、親水-超親水以及潤滑-超親水）的功能材料（Chem. Eng. J. 2021, 422, 130119.; Chem. Eng. J. 2021, 421, 127793.; Chem. Eng. J. 2020, 383, 123168; ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 12373-12381; Chem. Eng. J. 2019, 369, 1040-1048; J. Colloid. Interf. Sci. 2019, 549, 123-132.; ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6, 14679-14684; Chem. Eng. J. 2018, 352, 722-729.; Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1704956.）。但精確、復雜的圖案化表面的制備往往需依賴光刻、等離子體刻蝕、飛秒激光等手段，限制了圖案化潤濕差異表面的發(fā)展與應用。
受可降解高分子材料分解過程因化學和物理結構改變導致材料表面潤濕性變化所啟發(fā)，四川大學化學學院環(huán)保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室的博士研究生馮蕊近期提出了一種可控限域化學刻蝕策略，可實現精確、復雜圖案化潤濕差異表面的簡單、快速制備。利用三醋酸纖維素在NaOH水溶液中的脫乙酰降解反應，結合水滴模板法與噴墨打印技術，在三醋酸纖維素多孔表面成功實現差異化堿刻蝕，從而制備了具有本征潤濕差異的圖案化表面。該方法操作簡單易行、無需昂貴設備與耗材，可設計圖案種類豐富且精度較高。表面圖案區(qū)域與非圖案區(qū)域具有明顯潤濕差異性，并且表面潤濕性與微觀形貌可通過控制脫乙酰化程度實現調控，在響應型信息存儲與加密、柔性電子器件的制備等領域展現出良好的應用前景。
圖1. 墨跡誘導堿水溶液差異化浸潤實現圖案化刻蝕
圖2. 響應型信息存儲與防偽應用
圖3. 基于圖案化表面的潤濕差異實現柔性電極自鋪展成形
該研究工作以“A Confined-Etching Strategy for Intrinsic Anisotropic Surface Wetting Patterning”為題發(fā)表于Nature Communications (Nat. Commun. 2022, 13, 3078)，并已獲授權發(fā)明專利ZL 202110570617.7。論文第一作者和通訊作者分別為博士研究生馮蕊和宋飛教授，該工作得到國家自然科學基金聯合基金（重點項目，U21A2096）等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-30832-4
