鄧旭：推動超疏水表面走向實際應用

2020-12-11 四川科技報

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鄧旭，電子科技大學基礎與前沿研究院教授、國家青年人才、四川省學科技術帶頭人、國際仿生學會青年委員、中國化學會仿生材料化學委員會委員、中國十大科技新銳人物，獲中國化學會首屆菁青化學新銳獎等榮譽稱號，主要研究領域為材料表面科學、物理化學、仿生工程等。作為主要發明人獲得歐洲發明專利3項，美國發明專利2項，中國發明專利5項。

在主題報告會上，首屆川渝科技學術大會優秀論文一等獎獲獎作者、電子科技大學教授鄧旭作了題為「固/液界面功能材料穩定性研究」的主題報告。該成果創新的設計思路和通用的製造策略展示了固/液界面功能材料非凡的應用潛力，進一步推動了超疏水表面進入更廣泛的實際應用。

鄧旭介紹，固/液界面功能材料主要是調整固體跟液體以及界面的相互作用，例如電子設備防水、屏幕的指紋殘留等。他通過給固/液界面進行拓撲學設計，「穿上」具有優良機械穩定性微結構「鎧甲」，以此解決超疏水表面機械穩定性不足的關鍵問題。

針對固/液界面材料研究所面臨的難點與挑戰，鄧旭從物理角度和化學的角度分別說明了材料在浸潤狀態的持久性和幾何結構的穩定性。課題組首次通過去耦合機制將超疏水性和機械穩定性拆分至兩種不同的結構尺度，並提出微結構「鎧甲」保護超疏水納米材料免遭摩擦磨損的概念。在此基礎上，結合浸潤性理論和機械力學原理分析得出微結構設計原則，將裝甲結構製備於矽片、陶瓷、金屬、玻璃等普適性基材表面，構建出具有優良機械穩定性的鎧甲化超疏水表面。

鄧旭說，這項工作在集成高強度機械穩定性、耐化學腐蝕和熱穩定性、抗高速射流衝擊和抗冷凝失效等綜合性能的同時，還實現了玻璃鎧甲化表面的高透光率，為超疏水表面應用於自清潔太陽能電池蓋板、建築玻璃幕牆創造了必要條件。因外，基於玻璃裝甲化表面的自清潔技術可巧妙地利用雨或霧滴消除粉塵等汙染，長期維持太陽能電池高效的能量轉換，並節省傳統清潔過程中必需的淡水資源和勞動力成本。

在國家的戰略需求層面上，團隊通過檢閱核心應用問題，進一步在四個方面進行拓展。「在綠色能源上，應用於風力發電設備防結冰和自清潔光伏面板；在生物醫學上，應用於氣-液界面血氧交換膜；電子器件上，應用於5G基站防汙和電子設備（器件）；防水軍事國防上，應用於飛機、軍艦防結冰和軍艦防海洋生物粘附。」鄧旭說道。（曾青瑤）

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