分析苏州纳米所冷凝微滴自驱离纳米仿生界面生物原型、机理及构筑原则.doc
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1、分析苏州纳米所冷凝微滴自驱离纳米仿生界面生物原型、机理及构筑原则中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所高雪峰研究员课题组聚焦冷凝微滴自驱离纳米仿生界面的设计、制备、性能调控及潜在应用展开了一系列探索。受蝉翼及弹射孢子表面冷凝液滴融合自去除原理启发,他们首先仿制了聚合物纳米乳突及纳米锥阵列结构(Chem. Commun.2012,48, 11322;ACS Appl. Mater. Interfaces2012,4, 5678;Small2014,10, 2578),冷凝动力学研究显示:聚合物纳米乳突顶部尖锐化是确保冷凝微滴融合自去除的关键(Adv. Mater. Interfaces2015,
2、2, 1500238)。随后,他们提出材料表面原位生长密排列准直纳米针可实现小尺度冷凝微滴高效自弹射去除的策略,实验与理论结合揭示了纳米结构表面极低的固液黏附是确保冷凝微滴利用自身融合释放的微弱过剩表面能实现自弹射去除的机理(J. Phys. Chem. Lett.2014,5, 2084)。在此基础上,提出了功能界面构筑单元的设计原理:特征间距在亚微米尺度以避免水汽侵入;控制足够的高度或深度避免悬浮液桥接触结构底部;采用离散突起形貌降低固-液界面黏附以实现冷凝微滴自弹射去除。遵循这一原理,先后设计制备了多种纳米针锥构型(ACS Appl. Mater. Interfaces2014,6, 8
3、976;ACS Appl. Mater. Interfaces2015,7, 10660;Adv. Mater. Interfaces2016,3, 1600362;ChemNanoMat2016,2, 1018)、纳米粒子多孔构型(Angew. Chem. Int. Ed.2015,54, 4876)以及纳米棒-孔复合构型(ACS Appl. Mater. Interfaces2015,7, 18206;ACS Appl. Mater. Interfaces2015,7, 11079),经低表面能化学修饰后都具有优异的冷凝微滴自弹射去除功能。初步研究显示:冷凝微滴自驱离纳米仿生界面与微热辅助
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