具有仿“豬籠草”效應的液體罐注多孔表面在防腐蝕、防結(jié)冰防霧、抗菌防污、油水分離等領(lǐng)域有著廣泛得應用。諸多研究成果表明，建立分層多孔結(jié)構(gòu)的超疏水表面是制備液體灌注表面的有效策略。然而，分層多孔結(jié)構(gòu)的超疏水表面孔的制備過程復雜，且超疏水表面機械性能差導致液體灌注表面耐久性差。如何簡便、高效構(gòu)建具有較強耐久性、多功能性的液體灌注多孔表面是材料科學領(lǐng)域的研究熱點。

近期，西北師范大學李健（點擊查看介紹）課題組利用具有天然多孔結(jié)構(gòu)的凹凸棒石簡易制備了具有微納米孔道結(jié)構(gòu)的液體灌注表面，避免了傳統(tǒng)超疏水表面復雜的制孔過程。由于凹凸棒石表面具有豐富的反應性羥基，表面的羥基一部分和十八烷基三甲氧基硅烷結(jié)合，另一部分和無機磷酸鋁膠結(jié)合形成了穩(wěn)定的、牢固的結(jié)構(gòu)并有效提高了凹凸棒石與基底之間的機械粘結(jié)強度。所制備的超疏水凹凸棒表面表現(xiàn)出穩(wěn)定的機械耐久性，即使在經(jīng)過砂紙磨損及沙子沖擊試驗后，仍然能夠保持較為穩(wěn)定的超疏水性質(zhì)。在利用硅油進行液體灌注后，所獲得的液體灌注表面對多種有機液體也能表現(xiàn)出較好的防污性。除此之外，該表面浸泡在3.5 wt %的NaCl溶液中也表現(xiàn)出較為穩(wěn)定防腐蝕性能，即使在浸泡7天后仍然具有優(yōu)良的防腐蝕性能。更重要的是，該表面在低溫環(huán)境下具有出色的防結(jié)冰性能，即使在經(jīng)過多次拉拔循環(huán)后也表現(xiàn)出較為穩(wěn)定的防結(jié)冰性能。同時，科研人員還對超疏水凹凸棒表面及液體灌注表面的防結(jié)冰性能及作用機制進行了探討。與以往的報道相比，所制備的凹凸棒液體灌注表面具有制備簡單、成本低廉和環(huán)境友好等優(yōu)點。而且這種簡便的方法在不同的材質(zhì)基底具有優(yōu)異的普適性，不會受材質(zhì)基底類型的限制。此項研究在擴大液體灌注表面用于保護各種材料的實際應用方面發(fā)揮了重要作用。

這一研究成果發(fā)表于Chemical Engineering Journal 上。

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