作者:吴天准等 来源:《材料化学杂志A辑》 发布时间:2014-5-27 15:56:41
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超疏液表面研究取得新进展

 

记者从中国科学院深圳先进技术研究院获悉,该院生物医学与健康工程研究所副研究员吴天准领导的课题组在超疏液表面设计、加工和应用的多年研究基础上,提出了一种新颖简便的低成本、高性能制备方法“软复制工艺”,突破了超疏液表面制备的重要瓶颈。相关研究日前发表在《材料化学杂志A辑》。

随着借鉴荷叶等自清洁现象的仿生超疏水表面研究的深入发展,超疏液表面作为超疏水表面的升级和扩展,不仅超疏水而且超疏油,对几乎任何液体都具有很高接触角和很低的流动阻力。为开发适用于任何液体的“超疏液”表面需要特殊的倒悬微纳米结构,但其制备仍受限于重要瓶颈,包括工艺和材料互相耦合,仅可在少数材料上才能制备微纳倒悬结构,而且微纳倒悬结构的可控制备困难,如果采用化学方法难以精细控制结构,重复性差,而微纳加工十分可控但需要昂贵的设备。

吴天准课题组先在Si或是光刻胶基底上采用微机电系统工艺加工出规则、精确的“T”型微结构,然后浇注弹性体材料如聚二甲基硅氧烷(PDMS),得到倒“T”型结构的PDMS软印章,将多种可固化材料制成溶液浇筑到PDMS印章上并脱模,最后在成型的T型微结构上做低表面能修饰,就可以得到性能优异的超疏液表面。

吴天准介绍,由于“T”型微结构稳定耐用,而PDMS印章便于脱模且可反复使用(不少于100次),因此1个微结构便可复制出100*100即1万个相同结构、成本低廉的子模板,从而保证了性能可靠,并大幅稀释了微加工成本。其典型接触角对水和十六烷均高于150度,接触角滞后低于15度,在经过10*10次转印到PDMS、玻璃树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等可固化材料后,所获得的超疏液表面均与母版性能相当。同时,此方法也赋予了超疏液表面更多材质特性,如柔性、透明、生物兼容性等等。

据悉,上述方法将为超疏液表面的低成本、高通量、大面积的制备提供重要思路和关键技术,从而为超疏液表面应用于生产生活的自清洁用途,应对各种液体吸附、流动等普遍问题提供崭新的材料解决方案。(来源:科学网 朱汉斌 丁宁宁)

 
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