JPCC:功能超疏油材料研究取得新進展

2020-12-06 生物谷

近日，中科院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室表面與界面課題組在疏油材料研究方面取得新進展。

界面超疏水性質在自然界中較為常見，科學研究也非常之多，但是超疏油性質卻在自然中鮮有發現和較少研究，而疏油塗層具有更廣闊的工業應用前景。該課題組使用簡便並可用於工業生產的方法構建了超雙疏的鈦/二氧化鈦表面，該超疏表面可適用於多種油液。研究人員首先在鈦表面構建微米結構，然後在該微米結構上生長一層二氧化鈦納米管陣列，最後對材料進行低表面能塗層改性。值得注意的是，通過對此表面微結構和紫外光輻照的控制，實現其疏油性質的調控，油滴在材料表面的粘附性也可以得到了調控，這也是國際上的首次報導。

研究發現，製備靜態接觸角大於150°和滾動角小於10°的超疏油表面比製備超疏水表面更加困難。以往大部分研究所製備的超疏油材料範圍較窄，疏油性能遠遠達不到應用標準，而且技術也不夠成熟，很難實現商業化推廣。該研究所採用的工藝基本滿足工業化生產的要求，因此對於功能超疏油材料研究的理論和實際應用均具有重要意義，此種材料在潤滑油密封防爬行、自清潔、微流體油滴控制等領域具有廣闊應用前景。

該研究得到了中科院「百人計劃」、國家自然科學基金、科技部國家重點基礎研究發展計劃項目的支持。研究結果發表在近期的出版的Journal of Physical Chemistry C雜誌。(生物谷www.bioon.net)

生物谷推薦原文出處：

J. Phys. Chem. C DOI: 10.1021/jp1023185

Engineering a Titanium Surface with Controllable Oleophobicity and Switchable Oil Adhesion
Daoai Wang??, Xiaolong Wang??, Xinjie Liu?? and Feng Zhou*??

State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China, and Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, People’s Republic of China

We demonstrate techniques to fabricate, for the first time, superoleophobic surfaces on engineered functional titanium either by novel anodization or by a combination of anodization and laser technology. The approach basically involves the formation of microstructures on a Ti surface first and then the formation of TiO2 nanotube arrays above, followed by postmodification of hydrophobic materials. Of particular interest is that the switchable wettability toward superoleophobicity and the reversible adhesion of oil droplets between sliding superoleophobicity and sticky superoleophobicity were realized on these surfaces through the alternate treatment by UV and annealing. The movement of a magnetic oil droplet can be manipulated on the surface by applying an external magnetic field. The applications of the engineered surfaces in oil sealing and anticreeping are demonstrated. The approach represents a key addition to functional superoleophobic materials.

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