近年來,受自然超滑表面的啟示,研究人員對仿生超滑表面(Bioinspired slippery surfaces,BSSs)進行了廣泛的基礎研究和工業應用,例如豬籠草啟發的液體灌注的超滑多孔表面(Slippery liquid-infused porous surface,SLIPS)。由于BSSs強烈排斥多種液體,因此它們可以潛在應用于抗污、減阻、霧收集、自清潔、氣泡或液滴輸送以及防腐等領域。然而,在BSSs的發展過程中,文獻中使用了多種不同的術語來描述其特定類型,例如SLIPS、液體灌注的超滑表面(Liquid-infused slippery surface,LISS)、液體灌注的表面(Liquid-infused surface,LIS)、潤滑劑浸漬的表面(Lubricant-impregnated surface,LIS)和液體灌注的超滑表面(Slippery liquid-infused surface,SLIS)等等。這些不同的術語至少存在以下幾個缺點:首先,發音書寫相似但含義不同的術語很容易混淆研究人員,尤其是初學者。例如,在上述引用的術語中,“液體灌注的表面”和“潤滑劑浸漬的表面”都縮寫為“LIS”。其次,某些術語無法準確描述BSSs的特征。例如,基于石蠟固液狀態變化的溫度激活型SLIPS被稱為“TA-SLIPS”,盡管前綴“TA-”并不揭示狀態變化的本質機理。又如,在SLIPS得到廣泛認可后,一些研究人員即使在表面是無孔的或缺乏液體潤滑劑的情況下,仍籠統地將各自BSSs統稱為SLIPS。第三,現有的大多數術語不能完全描述BSSs以下的代表性特征:潤滑劑本身的表面潤濕性(親水性或疏水性),BSSs的表面潤濕性是否具有各向異性(各向異性或各向同性)和基材形貌特征(多孔的或光滑的)。
前期,成都大學高等研究院、成都大學復合材料和表界面工程研究中心的何周坤特聘研究員團隊與合作科研團隊已在“潤濕性抗污”(Antifouling induced by surface wettability, AFISW)方面進行了長期的研究,包括“超疏潤濕性抗污”(Progress in Organic Coatings 157, 2021, 106285,中科院二區TOP期刊,Google學術顯示截止目前已被引40次; Composites Part B, 2017, 129: 58-65,中科院一區TOP期刊,Google學術顯示截止目前已被引56次; Applied Surface Science, 2012, 258(7): 2544-2550,中科院一區TOP期刊,Google學術顯示截止目前已被引76次; Soft Matter, 2011, 7(14): 6435-6443,Google學術顯示截止目前已被引163次; Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2022, 10:998852),以及各類“親疏水潤濕性抗污”(Materials & Design, 2021, 206: 109803,中科院一區TOP期刊; Nanotechnology Reviews, 2023, 12(1): 20220552; Journal of Materials Chemistry B, 2021, 9(17): 3696-3704,中科院二區TOP期刊; Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9:807357)。
圖1:“超疏潤濕性抗污”的最新定義和分類,以及各類的具體特征(Progress in Organic Coatings 157, 2021, 106285,中科院TOP期刊)
圖2:BSSs的最新定義和分類,以及各類的具體特征(Advances in Colloid and Interface Science 318 (2023) 102948,中科院TOP期刊)
圖3:SLISs的最新定義和分類,以及各類的具體特征(Advances in Colloid and Interface Science 318 (2023) 102948,中科院TOP期刊)
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S000186862300115X
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作者簡介
何周坤,博士,成都大學特聘研究員,碩士生導師,“成都大學復合材料和表界面工程研究中心”校級科研平臺創始人及負責人。長期從事功能復合材料及表界面工程的基礎研究和應用開發,包括(1)復合材料:3D打印復合材料,氣體阻隔復合材料,生物醫用復合材料;(2)表界面工程:超疏功能修飾,超親功能修飾,特殊潤濕性功能修飾。已主持結題國家自然科學基金面上和青年項目2項,另主持省部級等各級各類科研項目8項。以第一或第二發明人獲得授權中國發明專利12項,其中已轉讓2項。發表期刊論文40余篇。兼職國家自然科學基金委、四川省科學技術廳、重慶市科學技術局等項目評審專家、四川大學及中物院等碩士畢業論文評審專家。擔任中科院二區SCI期刊領銜客座副主編,另擔任Composites Part B, Additive Manufacturing, Applied Surface Science,Advanced Healthcare Materials等國際知名期刊審稿人。
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