蘭州化物所材料表面粘附行為研究取得系列進展

　　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的重要方面并未受到較多重視，特別是如何調控材料表面的粘附性還沒有太多的實驗研究。

　　中國科學院蘭州化學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，并取得了系列進展。

　　該研究小組首先利用聚合物材料成功制備了擁有復雜微/納米二元結構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現了水滴在該表面上粘附性的調控。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現了表面水滴和油滴粘附-滑動的快速可逆轉換。后來，該小組又提出了使用接枝響應性聚合物刷實現表面粘附行為可逆調控的新方法，該方法可在不同環境刺激下實現水滴在表面粘著和滑動間的可逆轉換。

　　針對光照射誘導對潤濕性能變化的影響，該小組利用粗糙表面上的光響應涂層成功實現了水滴流動性的可逆控制。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的嵌入式偶氮化合物構成，在可見光/紫外光照射下偶氮化合物呈現反式/順式構象變化。當偶氮化合物呈現反式和順式構象時，表面在濕滑狀態和粘著狀態間轉換，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換和滯后與分子級的表面構成緊密相關。研究人員考察了受壓水滴在響應性聚合物刷修飾陽極鋁上的動態潤濕性能。結果表明，稀釋分布在表面的接枝響應聚合物沒有明顯改變表面的潤濕性能，但導致了表面響應性潤濕性能的轉換和滯后性。當水滴與聚合物相互作用、成為水合物時，潤濕性能可輕易從Cassie模式轉換為Wenzel模式，呈現高滯后且接觸角降低。如水滴不與聚合物發生作用，水滴則處在穩定的Cassie潤濕模式。

　　該工作對理解潤濕理論非常重要，對于設計智能表面，如微流體設備等，具有重要意義。此外，以上研究工作在微流體無損耗運輸、智能涂層、自清潔表面和密封防護等工程領域具有重要意義。

　　相關研究得到了中科院“百人計劃”項目、國家重點基礎研究發展計劃項目、國家自然科學基金和國家重點研究項目的支持。研究結果發表在J. Phys. Chem. C（2010, 114, 9938–9944）,Chem. Comm.,（2009, 7018–7020）Soft Matter（2009, 5, 3097–3105； 2011, 7, 515–523；2011, 7, 3331–3336；）和Langmuir(2010, 26(14), 12377–12382)上。