近些年,超疏水表面(miàn)因其優秀的疏水吃新性能(néng)和廣泛的應用前景,成(chéng)店拍為國(guó)内外研究的熱點之店嗎一。
表面(miàn)的疏水性能(néng)通常用表雜爸面(miàn)與水靜态的接觸角和動态的滾動角影低描述。超疏水表面(miàn)是指與水的接觸角大于150°,而滾長笑動角小于10°的表面(miàn),如生活中常見的荷葉和水黾科姐熱昆蟲的腿部等。該特殊表面(miàn)在日常生活和工業生産等務空領域都(dōu)有著(zhe)極其廣闊的應用前景,如玻璃表面(m明電iàn)的防霧,交通指示燈的自清潔,船體表面(miàn)的潤滑,舞秒紡織品的防污、選擇性吸收等。
人工制備超疏水表面(miàn)雖然起(qǐ)步較晚,但發(fā)展得司迅速,有效的制備方法也越來越多,主要有模闆國分法、靜電紡絲法、相分離與自組裝法、溶膠-凝膠法、刻蝕法、水熱法、間如化學(xué)沉積與電沉積法、納米二氧化矽法、腐蝕法熱不等。
就(jiù)目前超疏水表面(miàn)的制備和實際應用情況來看,穩鐘的定性、靈活性、實用性仍是急需解決的問題。此外,將間男(jiāng)超疏水材料與可穿戴柔性傳感應用相結合的村間超疏水智能(néng)塗層未見報道(dào)。
近日,中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術與納米仿生研究所的研究團隊書車構築了有多級微納複合結構的多壁碳納米管(MWCNT)/熱塑性彈性體(T信唱PE)複合超疏水智能(néng)塗層信體,該塗層同時(shí)兼具了超疏水和優異的應變感知性能(néng),可有效地抵聽體抗環境中水、酸液、堿液、汗液等的幹暗店擾。從研究結果來看,得益于複合塗層動市中梯度分布的TPE和穩定的微米孔-納米突起(qǐ)複合務線結構,該多功能(néng)塗層既可以與柔性襯底(如柔性織物、聚酰亞胺、聚乙烯等劇黃)穩定結合,也可與剛性襯底(如玻璃、金屬等)良好(hǎo)地結合,且符姐劇合Wenzel以及Cassie模型,具有非常穩定的超疏自好水性能(néng)(接觸角~16行用2°)。
圖中(a)、(b)為多功能(néng)智能(n答飛éng)塗層表面(miàn)形貌;(c)為水滴(~3mL)在未處理、堿、酸、紫慢很外處理之後(hòu)的智能(néng)塗層微影表面(miàn)的光學(xué)照片;(d)為智能(néng)塗層截面(mià文木n)的微觀形貌
另一方面(miàn),多孔微納複合結構賦予MEWCNT/TPE複合網絡對們林(duì)拉伸、彎曲以及扭曲優秀的應變感知能(néng)力:用如實現了高靈敏度(GF:5.4~80),高分辨率(1外唱°的彎曲),快速響應時(shí)間(<8ms),大應變範圍我自(最大應變~76%、彎曲角度0°~140°,扭曲0-35司見0radm-1)以及高穩定性(5000路船次大應變拉伸實驗)。
圖中(a)為多功能(néng)智能(黃看néng)塗層對(duì)應變響應;(b)對(duì)不同頻率動态響應;(c討電)響應時(shí)間;(d)循環測試;(e)水滴(~3mL)在延展的塗哥爸層表面(miàn)光學(xué)照片
基于智能(néng)塗層的優異性能(néng),研究團隊實現了其多功能靜票(néng)應用,如在複合材料中加入四氧化三紅和鐵(Fe3O4)納米粒子構築磁驅動“水黾”機器人;形成(chéng)智能(né農用ng)織物全範圍實時(shí)監測人體動作等。研究結果對(duì)超疏水材料購家、智能(néng)材料與柔性智能(n請小éng)系統領域有重要意義。相關研究成(chéng)果發(筆作fā)表在Advanced Materials上。離又
圖中(a)、(b)真實水黾和“腳”上塗有多功能(néng照要)智能(néng)塗層的磁驅動“水黾”機器人西微;(c)防水智能(néng)傳感衣物;(d)智能(néng文購)傳感手套與防潑水能(néng)力
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