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亚搏在线网投:亚搏在线网投实现水下透明且坚固的超疏油薄膜的快速制备

稿件来源:仿生智能界面科学中心 发布时间:2022-08-31

  固体表面的特殊润湿性是自然界中普遍存在的现象,因其在油水分离、防污和减阻等多个领域的潜在应用而备受关注。例如,受鱼鳞、珍珠层和海藻等水下生物体的水下超疏油特性表面启发,科研人员设计和制备了许多新型的水下超疏油界面材料。然而,对于水下超疏油材料而言,开发同时具有高透明度和机械稳定性能仍然是目前所面临的严峻挑战,这也极大地限制其在新兴领域中的应用。 

  天然珍珠层具有优异的力学性能,这在很大程度上取决于生物矿化诱导的约含5%有机基质和95%无机文石复合组分的层状分级结构。有趣的是,从珍珠层中剥离的矿化薄膜在水下具有较高的透明度和稳定的超疏油性能。此前,中科院亚搏在线网投仿生智能界面科学中心孟靖昕研究员和温州医科大学王佰亮教授合作报道了一种受珍珠层启发的具有水下超疏油性能的仿生矿化膜(Adv. Mater. 2020, 32, 1907413),受到了广泛的关注,该研究工作被选为当期的卷首图,并获得了中国专利授权(ZL 201911326983.7)。此外,研究人员还在金属表面(Langmuir 2018, 34, 6063)和网格表面成功制备水下超疏油涂层,实现了高效的油水分离(Adv. Mater. Interfaces 2021, 8, 2100852)。 

  近日,中科院亚搏在线网投仿生智能界面科学中心孟靖昕研究员和温州医科大学王佰亮教授于2022816日在Nature Protocols期刊上以Nacre-inspired underwater superoleophobic films with high transparency and mechanical robustness为题,详细报道了可在水下使用的透明且坚固的超疏油薄膜的制备策略(图1)。该薄膜是由壳聚糖溶液在超亲水基质上的超铺展并交联形成凝胶层,随后通过仿生矿化而成。与传统的基于水凝胶相比,由于其具有高表面能的有序的文石晶体和均匀分布的微/纳米复合结构的结合,该薄膜表现出更为优异的机械性能和耐久性。此外,高透明度和机械稳定性能的结合进一步拓展了水下超疏油材料在新兴领域中的应用场景,如水下光学,油水分离,微流控设备。 

 

图1.基于超铺展和仿生矿化制备仿珍珠层薄膜的示意图

 

图2.仿珍珠层矿化薄膜的结构表征

 

图3.仿生矿化膜用于微流体通道中防油污染

 

  相关工作得到了亚搏在线网投重点研究计划,国家自然科学基金,亚搏在线网投国际合作计划等项目大力支持。 

    

  原文链接:https://www.nature.com/articles/s41596-022-00725-3 

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