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材料表面粘附行為研究獲新進(jìn)展 已有7人參與
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材料表面粘附行為研究獲新進(jìn)展 近年來，疏水/疏油材料研究非常之多，但是粘附性作為材料表面物理性質(zhì)的重要方面并未受到較多重視，特別是如何調(diào)控材料表面的粘附性還沒有太多的實(shí)驗(yàn)研究。 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所材料表面與界面行為研究組致力于材料表面粘附行為方面的研究工作，并取得了系列進(jìn)展。 該研究小組首先利用聚合物材料成功制備了擁有復(fù)雜微/納米二元結(jié)構(gòu)和深度分布的超疏水/疏油涂層材料，通過改變疏水涂層中親水性組分的含量實(shí)現(xiàn)了水滴在該表面上粘附性的調(diào)控。接著，該研究小組又利用陽極氧化法在工程材料鈦表面構(gòu)筑了有序二氧化鈦納米管陣列，通過紫外光照射和熱處理的方法成功實(shí)現(xiàn)了表面水滴和油滴粘附--滑動(dòng)的快速可逆轉(zhuǎn)換。后來，該小組又提出了使用接枝響應(yīng)性聚合物刷實(shí)現(xiàn)表面粘附行為可逆調(diào)控的新方法，該方法可在不同環(huán)境刺激下實(shí)現(xiàn)水滴在表面粘著和滑動(dòng)間的可逆轉(zhuǎn)換。 針對(duì)光照射誘導(dǎo)對(duì)潤濕性能變化的影響，該小組利用粗糙表面上的光響應(yīng)涂層成功實(shí)現(xiàn)了水滴流動(dòng)性的可逆控制。表面涂層由作為堿性憎水材料的氨基硅油和作為感光介質(zhì)的嵌入式偶氮化合物構(gòu)成，在可見光/紫外光照射下偶氮化合物呈現(xiàn)反式/順式構(gòu)象變化。當(dāng)偶氮化合物呈現(xiàn)反式和順式構(gòu)象時(shí)，表面在濕滑狀態(tài)和粘著狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，然而表面的憎水性并無明顯變化。 研究人員提出潤濕性能轉(zhuǎn)換和滯后與分子級(jí)的表面構(gòu)成緊密相關(guān)。研究人員考察了受壓水滴在響應(yīng)性聚合物刷修飾陽極鋁上的動(dòng)態(tài)潤濕性能。結(jié)果表明稀釋分布在表面的接枝響應(yīng)聚合物沒有明顯改變表面的潤濕性能，但導(dǎo)致了表面響應(yīng)性潤濕性能的轉(zhuǎn)換和滯后性。當(dāng)水滴與聚合物相互作用、成為水合物時(shí)，潤濕性能可輕易從Cassie 模式轉(zhuǎn)換為Wenzel模式，呈現(xiàn)高滯后且接觸角降低。如水滴不與聚合物發(fā)生作用，水滴則處在穩(wěn)定的Cassie潤濕模式。該工作對(duì)理解潤濕理論非常重要，對(duì)于設(shè)計(jì)智能表面，如微流體設(shè)備等，具有重要意義。 以上研究工作在微流體無損耗運(yùn)輸、智能涂層、自清潔表面和密封防護(hù)等工程領(lǐng)域具有重要意義，研究得到了中科院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研究項(xiàng)目的支持。 研究結(jié)果發(fā)表在《物理化學(xué)期刊C》（J. Phys. Chem. C）（2010, 114, 9938–9944）, 《化學(xué)通訊》（Chem. Comm.）（2009, 7018–7020），《軟物質(zhì)》（Soft Matter）（2009, 5, 3097–3105; 2011, 7, 515–523；2011, 7, 3331–3336;）和《朗繆爾》（Langmuir）(2010, 26(14), 12377–12382)上。（來源：中科院蘭州化學(xué)物理研究所 張慧玲） 原文鏈接： http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp1023185 http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2009/CC/b914630j http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2009/sm/b902973g http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2011/SM/c0sm00682c http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2011/SM/c0sm01144d http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la101909e |
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