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Elsevier出版社《Applied Surface Science》再次刊登我院液体分离工程实验室最新研究进展!

发布时间:2020-11-25 14:46 来源: 点击量:

2020年11月份,Elsevier出版社《Applied Surface Science》期刊在线发表了我院液体分离工程实验室最新成果“Environment-responsive coatings with recoverable in-air superamphiphobicity and underwater superoleophobicity”(网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433220332323?dgcid=author)。深圳技术大学健康与环境工程学院为本论文的唯一完成单位及通讯单位,张昊及韩林波助理教授为共同第一作者,余利助理教授为通讯作者。

从能量角度来说,构筑同时具有空气中超双疏且水中超疏油的涂层是难以实现的。为解决这个违反常理的科学问题,我们展示了多种由全氟离子表活剂取代聚电解质多层膜制成的环境响应性涂层。和频光谱振动光谱仪(SFG)表明,在空气环境中,涂层将其疏水性全氟碳链有序的朝向空气以降低其表面能,从而具有疏水疏油的性质。当将涂层置于水相环境时,涂层表面分子构象进行快速的重新配置,全氟碳链快速迁移并嵌入涂层主体中以优化其表面能,从而使亲水性部分和带正电荷的基团暴露在涂层/水的界面,从而具有水中疏油的特性。相较于共价键涂层,该类涂层具备双相防油的性质主要是因为通过静电作用与聚阳离子相连的全氟阴离子表活剂分子的构型会随着环境改变而改变。

将涂层制备到粗糙表面,如实验服的纤维布上,它则具有很好的空气中超双疏且水中超疏油的性能。其次,由于全氟离子表活剂贯穿于整个涂层中,使得涂层的特殊浸润性具有自修复性能,且涂层具有很好的耐盐性质。这类涂层可能会带来新的表面润湿性的见解,并在空气和水中进行自清洁和防油污方面具有巨大潜力(尤其是对于在溢油情况下工作的海上作业设备)。

图1.液体分离工程实验室团队研发的环境相应型涂层材料及双相防油图

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