近日,大连理工大学副教授张磊、教授孙吉宁以及副教授施振强在多相态低黏表面分子结构设计领域取得进展。研究团队创新性设计了一种单端由儿茶酚封端的线性聚二甲基硅氧烷分子(L-PDMS-Cat),从而在分子层面实现类液体表面的通用快速制备。相关成果发表于《先进功能材料》。
将柔性大分子锚定于光滑固体表面所构建的类液体表面,为低黏表面技术带来了全新定义。与依赖复杂微纳结构的超疏水表面及液体灌注表面不同,类液体表面无需借助表面纹理即可实现优异的抗黏附性能,突破了传统表面设计的局限。然而,该策略在实际应用中面临着基材适用性受限、反应条件复杂苛刻等问题。因此,开发一种无需催化剂、高温或复杂表面处理的通用型快速制备涂层,具有重要的研究价值与应用前景。
本工作中,团队通过研究分子构型对表面抗黏附性能的影响,线性分子构型保留了未缠结的动态柔顺性,在表面接枝后展现出优异的抗黏附性能,揭示了分子构型与表面类液性质之间的内在关联。
此外,研究团队还系统设计了一系列具有不同分子结构的儿茶酚共轭聚合物,以深入探究类液体特性产生的内在机制。流变学分析结果表明,L-PDMS-Cat分子刷在不同温度与剪切速率下的流动行为均符合阿伦尼乌斯关系,并且对温度变化表现出高度敏感性,其流变特性与硅油液体润滑行为相似。
将儿茶酚化学与柔性大分子相结合,不仅为开发普适性分子接枝策略提供了新途径,也揭示了聚合物链构型与其界面滑移行为之间的内在关联。基于此类设计,可通过喷涂、浸渍或刷涂等简便方式在不同基底上快速构建抗粘附表面,并在疏液、防污、集液与除冰等方面表现出持久稳定的性能。
相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adfm.202519210
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