大天然是人類獲取靈感的源泉，其為人類解決自身發展過程中所面臨的題目提供了無數可行的解決方案。天然界中的水蜘蛛、龍虱、劃槳甲蟲等可以寄托其超疏水腹部高效粘附氣泡，受此啟發，北京航空航天大學江雷院士團隊的于存明博士研究小組通過激光切割、超疏水修飾等簡單方法，制備了具有超疏水性子的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）外觀（圖1）。該外觀在水下對氣泡具有較高的黏附力，從而可以戰勝浮力的不利影響，有用的實現水下氣泡的黏附。

▲ 圖1. 超疏水PMMA外觀的制備

       在優選出最佳外形后，即超疏水PMMA圓片具有最佳的氣泡黏附服從，作者研究了超疏水圓片直徑與氣泡黏附服從之間的關系（圖3）。實驗發現隨著超疏水圓片直徑的增大，氣泡粘附服從會漸漸降低。這是由于隨著直徑增大，氣泡在其上的三相接觸線會漸漸內移，造成黏附氣泡的有用面積減小，進而使團體的氣泡黏附服從降低。此外，作者還研究了液相環境的溫度及超疏水圓片的浸沒深度對于氣泡黏附服從的影響。實驗發現，隨著環境溫度的升高，氣泡的黏附服從漸漸降低。在不同的浸沒深度下（實驗室范圍內，小于20 cm），超疏水圓片均可保持穩固的氣泡黏附服從。

▲ 圖3. 氣泡在不同直徑的超疏水PMMA超疏水圓片上的粘附舉動

該研究提供了一種全新的思路來進步氣/液反應服從，即通過模仿天然生物的特別結構，寄托超浸潤界面與氣泡之間的特別舉動、將反應氣體緊緊約束在液相中，延伸其在液相中的停頓時間、以實現氣體與液相的充分反應，進步氣體的反應服從。該方案所用質料易得、所用制備方法簡單/可大規模制備，有望應用于污水處理等氣液反應系統。相干研究論文近期發表于《Advanced Functional Materials》，第一作者為北航化學學院本科生張春暉。

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