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化学所研究人员成功制备双响应可控超疏水与超亲水可逆转换薄膜
2006-04-20 | 编辑:clone | 【 】【打印】【关闭

随着对响应性聚合物的深入研究,人们已经可以利用它们人为地控制物体表面的浸润性,使其在外界刺激(光、热、pH值等)下,实现超亲水到超疏水的可逆转换。目前的响应性表面只能对于单一的外场刺激做出响应,使得此类单响应浸润性材料在很多领域的应用性受到了限制。

在中国科学院、国家自然科学基金委和科技部的支持下,化学所有机固体院重点实验室的研究人员成功制备出双响应可控超疏水与超亲水可逆转换材料,相关研究结果发表在近期的《先进材料》(Adv. Mater. 2006,17,432-436)。

在前期工作中,该组研究人员在紫外响应超疏水-超亲水可逆“开关”研究中,利用水热法成功制备阵列的氧化锌纳米棒,实现了其超疏水表面的浸润性由超疏水向超亲水转变(J. Am. Chem. Soc. 2004,126,1,62)。同时通过表面原子转移自由基聚合方法,在基底上制备温度响应高分子的可逆开关(Angew. Chem. Int. Ed. 2004,43,357),该项目已入选2004年度“中国十大科技进展新闻”。

在此基础上,该组研究人员成功制备了温度、pH值双响应可控超疏水与超亲水可逆转换薄膜,在温度、pH值的分别与同时控制下,薄膜的浸润性均可在超疏水与超亲水之间可逆转变。该工作将具有热敏性及pH值响应性的高分子同时接致在基底表面,在低温高pH值的情况下,高分子与水分子之间形成的分子间的氢键是主要驱动力,此时薄膜为超亲水状态;在高温低pH值的情况下,高分子内部的氢键是主要驱动力,此时薄膜为超疏水状态。

该研究结果不仅解决了目前单一响应浸润性材料的应用局限性,同时还为双响应乃至多响应浸润性材料的制备提供了一个通用的方法。

a) 双响应材料在温度、pH值控制下超疏水与超亲水转变;b) 薄膜对于温度/pH值响应的机理

 

b)                           

a)                           

                                                                    有机固体院重点实验室

                                                                       2006年4月20日

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