你是否發(fā)現(xiàn)，許多植物長在污泥里，但是葉子卻保持著清潔狀態(tài)，一個典型的例子便是“出淤泥而不染”的荷葉。研究者們常稱這種自清潔的現(xiàn)象為“荷葉效應”。這種效應在生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應用，其在軍事上的應用潛力也逐漸凸顯。

通常，構(gòu)建超疏水表面有兩種方法，一為在疏水材料表面構(gòu)筑微納結(jié)構(gòu)，二為將低表面能的物質(zhì)接在微納表面上。可知，限制其發(fā)展的兩個重要的因素是，需在疏水材料上構(gòu)筑微納結(jié)構(gòu)；微納結(jié)構(gòu)易被外力破壞，導致超疏水性喪失。所以如何利用簡單的方法制備具有耐久性的超疏水材料，成為研究的熱點。在此基礎(chǔ)上，賦予超疏水材料更多的功能，將會大大拓寬其應用領(lǐng)域。

基于此，近日，天津大學曹墨源副研究員團隊聯(lián)合中國科學院理化技術(shù)研究所江雷院士團隊吳雨辰研究員在Cell出版社新刊《Matter》上發(fā)表題為“Surface-Embedding of Functional Micro-/Nanoparticlesfor Achieving Versatile Superhydrophobic Interfaces”的論文。論文著重介紹了一種“萬金油型”超疏水表面制備方法——“膠水+粉末”法，同時，通過選擇不同的“粉末”，可以賦予超疏水表面許多新穎、有趣的功能，如導電、高/低粘附、pH響應、熒光夜光、可磁控等。

圖1.“膠水+粉末”策略用于制備功能化超疏水表面

研究者將稀釋的PDMS前驅(qū)體溶液滴涂在玻璃片上，待大部分溶劑揮發(fā)干后，均勻的灑落“粉末”，然后烘干即得到帶有“粉末”特定功能化的超疏水表面。該方法無需對“粉末”進行改性；自由選擇“粉末”可以賦予材料不同的功能，簡單方便，可望實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應用；同時利用干粉避免使用過多有機溶劑，綠色環(huán)保，適合生產(chǎn)。

圖2 .具有超疏水性能的材料的制備方法

圖2展示了“膠水+粉末”制備超疏水材料的原理，首先是PDMS前驅(qū)體的膠水，很好的“粘”住粉末顆粒，再者，PDMS前驅(qū)體溶液在毛細力作用下，主動地覆蓋粉末表面。研究者后續(xù)對PDMS前驅(qū)體濃度進行了篩選，得到了合適的濃度，使表面不至于被前驅(qū)體溶液覆蓋進而保留微納結(jié)構(gòu)；同時粉末表面被PDMS覆蓋，形成均勻的低能量表面。兩者的協(xié)同作用，賦予了材料表面超疏水的性質(zhì)，而粉末的性質(zhì)則賦予材料其他不同的功能。

表1.不同微/納米粒子預處理超疏水表面的性能

該論文向我們展示了一種簡單方便的制備超疏水表面的方法，容易實現(xiàn)且具有普適性，原料成本低廉，不但為后續(xù)研究開辟了一條新路，同時也為實際的工業(yè)生產(chǎn)提供了可能性。

全文鏈接：

https://www.cell.com/matter/pdf/S2590-2385（19）30013-X.pdf

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