江雷課題組製備出仿壁虎腳底結構的納米管膜

2021-01-17 中國科學院


水滴在翻轉或倒置的PS納米管膜表面也不會滾落


    化學所有機固體院重點實驗室江雷研究員的課題組利用一種簡單的模板覆蓋法製備了超疏水性陣列聚苯乙烯 (PS) 納米管膜。研究表明，水滴在這種膜表面具有很大的粘附力，即使翻轉或倒置表面水滴也不會滾落。他們的這項研究結果是受到壁虎腳底大量納米結構剛毛產生高粘附力的啟發而得到的。研究人員還首次利用高敏感性的微電力學天平測量水滴與膜之間的粘附力。

    2000年，英國《自然》雜誌(Nature 2000, 405, 681) 的報導揭示，壁虎的每隻腳底部長著大約50萬根極細的剛毛，剛毛末端又有約400根至1000根更細小的納米分支。這種精細結構使得剛毛與物體表面分子間的距離非常近，從而產生範德華力。雖然每根剛毛產生的力量微不足道，但累積起來就很可觀。

    江雷研究員的課題組製備得到的這種具有高粘附力的陣列PS納米管膜在結構與性能上都類似於壁虎的腳底，它可以在微量水滴從超疏水表面到普通親水表面的傳輸上起到「機械手」的作用。相關研究結果發表在近期《先進材料》(Adv. Mater. 2005, 17, 1977)上，該結果在網上發表後立即引起了人們的廣泛關注，並且被《自然》雜誌以新聞的形式進行了報導 (Nature 2005, 436, 471)。

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