兰州化物所提出一种可逆调控表面粘附行为的新方法

2010-8-18 11:01 来源: 中国科学院
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疏水分子改性氧化铝基体上接枝响应性聚合物诱导水珠可逆粘附

  中国科学院兰州化学物理研究所材料表面与界面行为研究组提出一种可逆调控表面粘附行为的新方法,该方法可在不同环境刺激下实现水滴在表面粘着和滑动间的可逆转换。

  研究人员在具有分形结构的超疏水阳极氧化铝基体上接枝多种刺激响应聚合物,即聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯和聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。由于聚合物链密度非常低,不明显影响表面润湿性能即超疏水性,但是聚合物的构象由于与液滴的相互作用呈现伸展和收缩两种状态,当聚合物处于溶胀状态,链与水珠相互作用,水化力导致表面具有高粘附性能;当聚合物链与液滴无相互作用、处于收缩状态时,表面与液滴间相互作用弱,表面呈现低粘附状态。表面接枝上述不同响应性聚合物可以分别实现温度、pH和电解质对液滴粘附性能的可逆调控。

  该方法可推广至其它拥有响应特性的其它材料。该研究在微流体中的液体的传输、智能涂层和自清洁表面有广泛应用前景。

  该研究得到了中科院“百人计划”、“973”项目、国家自然科学基金和国家重点研究项目的支持。研究结果发表在Langmuir (Langmuir 2010, 26(14), 12377–12382)。