中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所在特殊潤(rùn)濕性表面的制備方面取得新進(jìn)展
2016-07-21 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:超親水性 交聯(lián)復(fù)合
潤(rùn)濕性是固體材料表面的基本性質(zhì),表面潤(rùn)濕性的調(diào)控對(duì)于材料在生物醫(yī)用、仿生、涂料、潤(rùn)滑、液體輸送、自清潔等許多方面的應(yīng)用具有重要意義,因此關(guān)于超疏水、超疏油、超雙疏、超親水等各種極端潤(rùn)濕特性表面的研究近年來(lái)得到了廣泛的關(guān)注,成為材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。
中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所蘇朝暉課題組報(bào)道了一種簡(jiǎn)單、環(huán)保的方法,能夠快速地使不同材料的表面具有超親水特性。他們利用植酸分子與三價(jià)鐵離子的螯合作用,在不銹鋼、鋁片、玻璃、聚碳酸酯等材料表面一步形成粗糙的交聯(lián)復(fù)合物薄膜,其中有大量親水性的膦酸基團(tuán),與粗糙的表面拓?fù)湫蚊蚕嘟Y(jié)合,使材料表面極端親水。該方法使用的植酸是從植物種籽中提取的一種有機(jī)磷酸類化合物,毒性比食鹽更低,其與鐵離子的反應(yīng)在水中進(jìn)行、不涉及任何有機(jī)溶劑,完全無(wú)毒、綠色、環(huán)保;不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備,整個(gè)反應(yīng)只需幾分鐘即可完成,簡(jiǎn)單迅速。由于生成的薄膜極端親水,以其處理過(guò)的不銹鋼網(wǎng)可用于油水分離,能夠更有效地阻擋油相而讓水相通過(guò),且由于其無(wú)色透明的特性,這種薄膜也可以在透明材料表面沉積、作為防霧涂層。研究結(jié)果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》期刊(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/ange.201604671)。
該課題組還在各種材料表面組裝多層膜,利用膜中的抗衡離子,通過(guò)離子交換實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料表面潤(rùn)濕性的大范圍、快速、動(dòng)態(tài)、可逆調(diào)控,建立了通用的表面潤(rùn)濕性調(diào)控方法(Chem. Comm. 2008, 1741; Soft Matter 2009, 5, 2072),獲得了從超疏水到超親水(Langmuir 2010, 26, 12203)、粘附性超疏水(Langmuir 2011, 27, 15299)、水下超疏油(ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 6400)、可重復(fù)擦寫的潤(rùn)濕性梯度(ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 1729)等一系列具有特殊潤(rùn)濕性質(zhì)的表面。
中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所蘇朝暉課題組報(bào)道了一種簡(jiǎn)單、環(huán)保的方法,能夠快速地使不同材料的表面具有超親水特性。他們利用植酸分子與三價(jià)鐵離子的螯合作用,在不銹鋼、鋁片、玻璃、聚碳酸酯等材料表面一步形成粗糙的交聯(lián)復(fù)合物薄膜,其中有大量親水性的膦酸基團(tuán),與粗糙的表面拓?fù)湫蚊蚕嘟Y(jié)合,使材料表面極端親水。該方法使用的植酸是從植物種籽中提取的一種有機(jī)磷酸類化合物,毒性比食鹽更低,其與鐵離子的反應(yīng)在水中進(jìn)行、不涉及任何有機(jī)溶劑,完全無(wú)毒、綠色、環(huán)保;不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備,整個(gè)反應(yīng)只需幾分鐘即可完成,簡(jiǎn)單迅速。由于生成的薄膜極端親水,以其處理過(guò)的不銹鋼網(wǎng)可用于油水分離,能夠更有效地阻擋油相而讓水相通過(guò),且由于其無(wú)色透明的特性,這種薄膜也可以在透明材料表面沉積、作為防霧涂層。研究結(jié)果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》期刊(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/ange.201604671)。
該課題組還在各種材料表面組裝多層膜,利用膜中的抗衡離子,通過(guò)離子交換實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料表面潤(rùn)濕性的大范圍、快速、動(dòng)態(tài)、可逆調(diào)控,建立了通用的表面潤(rùn)濕性調(diào)控方法(Chem. Comm. 2008, 1741; Soft Matter 2009, 5, 2072),獲得了從超疏水到超親水(Langmuir 2010, 26, 12203)、粘附性超疏水(Langmuir 2011, 27, 15299)、水下超疏油(ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 6400)、可重復(fù)擦寫的潤(rùn)濕性梯度(ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 1729)等一系列具有特殊潤(rùn)濕性質(zhì)的表面。


特殊潤(rùn)濕性表面的制備取得新進(jìn)展
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