浸潤(rùn)性是材料的重要屬性之一，根據(jù)材料表面對(duì)水的極端潤(rùn)濕性的不同，大體可以分為超親水和超疏水材料。自然界中很多生物體表皮都具有極端的潤(rùn)濕性。例如，“出淤泥而不染”的荷葉表面具有優(yōu)異的疏水性能，從而可以實(shí)現(xiàn)自我清潔;魚(yú)的皮膚具有極強(qiáng)的親水性，因而可以在水下對(duì)油具有很強(qiáng)的排斥作用，從而能夠保證魚(yú)不被海洋原油污染而死亡。具有極端潤(rùn)濕性的材料在自清潔、防腐蝕、海洋防污減阻、污水凈化和有機(jī)溶劑提純等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室仿生摩擦學(xué)課題組近年來(lái)從仿生角度出發(fā)，構(gòu)筑了多種具有特殊浸潤(rùn)性的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)界面材料。近期，研究人員將棉花膨脹分散溶解在氯化鋅溶液中，進(jìn)而在其纖維上摻雜了多種硬脂酸鹽，通過(guò)簡(jiǎn)單的抽濾、壓片干燥，得到了多種彩色超疏水紙。此外，在常見(jiàn)的沙子表面，通過(guò)正硅酸乙酯的水解、銀鏡反應(yīng)等，得到了沙子 二氧化硅，沙子 Ag，沙子 Ag Cu顆粒，利用硅烷水解或硫醇巰基化作用，得到了不同結(jié)構(gòu)的超疏水沙子，并將其成功應(yīng)用于保水、集水和水傳輸?shù)阮I(lǐng)域。

　　一般的超疏水材料存在表面結(jié)構(gòu)易損壞、耐久性差的致命缺陷，為了提高超疏水材料的受用壽命、簡(jiǎn)化其制備工藝，該課題組利用有機(jī)粘結(jié)劑(環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂)作為粘結(jié)層，將全氟硅烷修飾的中空二氧化硅微球和硬脂酸修飾的氧化鎂顆粒、花瓣?duì)钛趸\顆粒通過(guò)簡(jiǎn)單的刮涂、滴涂和噴涂等手段，修飾到不同基底表面，構(gòu)筑了多種超耐磨的超疏水涂層，涂層在抗污、防腐和抗結(jié)冰領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。與此同時(shí)，該課題組仿魚(yú)皮膚結(jié)構(gòu)性能，將傳統(tǒng)親水的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與多種納米顆粒復(fù)合，構(gòu)筑了超耐磨的超親水-水下超疏油涂層，并將其應(yīng)用于含油污水的凈化處理。另外，該課題組通過(guò)簡(jiǎn)單的電化學(xué)氧化聚合的方法將聚苯胺、聚吡咯包覆到不銹鋼網(wǎng)表面，得到了水下超疏油及油下超疏水界面材料，并將其應(yīng)用于按需油水分離。相關(guān)研究成果發(fā)表在Chem.Eng.J.313(2017)1152–1159,J.Colloid Interface Sci.494(2017)54–63,J.Colloid Interface Sci.498(2017)182–193,RSC Adv.7(2017)9169-9175,ACS Nano 11(2017)1113?1119,J.Mater.Chem.A 5(2017)6416–6423,Langmuir 33(2017)3702?3710,Chem.Eng.J.304(2016)115–120。

　　以上工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51522510和51675513)、中科院“百人計(jì)劃”以及固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)期支持。