高通量纳米梯度浸润材料

梯度材料作为一种高通量的功能材料被广泛应用于理论研究。其中,梯度浸润材料在近些年成为研究材料表面微纳结构与其液体浸润性质之间关系的一种重要手段。为了更加高效及精确地研究这种表界面关系,如何构筑具有可控微纳结构的梯度浸润材料表面成为了一个研究者们有待解决的问题。

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吉林大学的张俊虎课题组建立了一种构筑有序梯度微纳结构的新方法,该方法结合梯度反应离子刻蚀和胶体晶体刻蚀技术,以胶体微球为模板构筑了梯度纳米锥阵列结构。所制备的梯度微纳材料由于表面结构的梯度变化,其表面浸润性质也呈现相应的梯度变化。受益于材料表面微纳结构的有序性,材料表面的浸润角可以通过理论进行推算。此外,基于Wenzel模型,当梯度微纳材料表面的化学修饰基团在亲水及疏水之间转换时,由于本征接触角的转变,材料表面浸润性会受粗糙度变化的影响而发生极大的变化。基于这个原理,当所制备的梯度微纳材料表面修饰上温度刺激响应的聚(N-异丙基丙烯酰胺)时,通过改变样品温度便能够实现对样品表面水的流动方向的控制。这种梯度浸润材料在浸润材料的高通量筛选及微流控智能响应开关等领域有着潜在的应用价值。相关文章发表在small(DOI: 10.1002/smll.201601807)上。

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