超親水、超親油(即“超雙親”)表面具有自清潔、防污、抗霧、使液體迅速鋪展等功能,在日常生活、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)等方面有著廣泛的應(yīng)用。然而,目前報(bào)道的超雙親表面只能在單一介質(zhì)環(huán)境下工作。例如,在干態(tài)空氣環(huán)境中具有超雙親性質(zhì)的表面材料在水中往往會(huì)表現(xiàn)出超疏油性質(zhì),而不是親油性。因?yàn)檫@些材料一旦被水潤(rùn)濕,其性能主要取決于附著在表面的液態(tài)水層。相反,在水中具有親油性質(zhì)的表面在干燥狀態(tài)和空氣介質(zhì)中通常表現(xiàn)為超疏水和超親油。在空氣和水介質(zhì)中均具有超雙親(即“兩棲” 超雙親)性質(zhì)的表面材料報(bào)道很少,其制備一直是個(gè)挑戰(zhàn)性難題。
最近,澳大利亞迪肯大學(xué)(Deakin University)林童教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種簡(jiǎn)單有效的表面處理方法,可使紡織品材料表面具有穩(wěn)定的“兩棲” 超雙親性質(zhì)。該團(tuán)隊(duì)采用一種表面涂層技術(shù),將兩種分別帶有親水和親油官能團(tuán)的化合物涂布于紡織品材料的表面,并進(jìn)行交聯(lián)處理。經(jīng)過(guò)處理的紡織品面料在空氣中表現(xiàn)為優(yōu)秀的超雙親性質(zhì),對(duì)水、油和多種有機(jī)溶劑的觸角為0°。在水中或完全被水潤(rùn)濕的條件下,該面料仍然可以使油和不溶性有機(jī)溶劑在表面迅速鋪展。該涂層不僅具有良好的牢度,而且可抵御酸堿侵蝕和長(zhǎng)時(shí)間紫外照射。不僅如此,該涂層還表現(xiàn)出了自修復(fù)功能,在被化學(xué)侵蝕破壞后,其水下超親油性能可以通過(guò)加熱恢復(fù)到原的有功能狀態(tài)。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證明,這種兩棲超雙親材料在油水分離方面有很大的應(yīng)用潛力。無(wú)論織物在干燥還是潤(rùn)濕狀態(tài),都表現(xiàn)出了穩(wěn)定的吸油能力。

圖1:“兩棲”超雙親表面的處理過(guò)程及效果。
詳細(xì)結(jié)果已發(fā)表在近期的《Materials Horizons》(DOI: 10.1039/C8MH00898A)。文章共同第一作者為博士生符思達(dá)和周華博士,通訊作者為王紅霞博士和林童教授。
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