北航田東亮教授團隊 ACS Nano：超穩(wěn)定超疏水表面用于表面減壓及液體導流
2022-10-18 來源：高分子科技
表面無損單向液體輸運一直是材料科學的研究熱點，在微反應器、潤滑、噴墨打印、自清潔表面和微流體等領域都受到了廣泛關注。目前研究人員制備了化學成分和結(jié)構(gòu)形態(tài)梯度變化的人造各向異性表面，成功地實現(xiàn)了液滴的定向輸運。通常來說，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。而過高的液體壓力容易破壞氣囊，導致表面的高粘性及不穩(wěn)定性。因此，如何形成穩(wěn)定的復合界面，從而以一種通用的、可行的方式連續(xù)無損地定向收集和輸運液滴，仍然是一個挑戰(zhàn)。
表面鱗片結(jié)構(gòu)可以直接承受和緩沖液體壓力，還可以引導液體進行可控輸運，進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復合界面，實現(xiàn)無損失液體輸運（圖2，圖3）。此外，音樂誘導超疏水表面垂直振動結(jié)合鱗片各向異性結(jié)構(gòu)可以單向驅(qū)動液滴輸運，在多步定量化學反應和液體檢測中具有潛在的應用價值（圖4）。這項工作在設計耐用超疏水材料方面具有很大的潛力，并在液滴控制、無損耗液滴傳輸、液體檢測和航空減阻等方面具有廣泛的應用前景。
圖2 在擠壓和放松的循環(huán)過程中,超疏水表面對液滴的可控輸運。
圖4聲音誘導液滴在超疏水鱗片表面的定向輸運。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06749
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（責任編輯：xu）
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