特殊浸润性表面的液滴凝结

以铝片为基底, 经电化学腐蚀和沸水处理制备了多级微纳米结构; 通过气相沉积和涂油分别制备了超疏水表面、 疏水超润滑(slippery)表面和亲水slippery表面; 探究了表面不同的特殊浸润性(超亲水、 超疏水、 疏水slippery和亲水slippery)对液滴凝结的影响. 结果表明, 超亲水表面的液滴凝结属于膜状冷凝, 超疏水表面和slippery表面的液滴凝结均属于滴状冷凝. 超疏水表面液滴合并时, 合并的液滴会不定向弹离表面. 疏水slippery表面和亲水slippery表面由于表面浸润性的不同导致液滴成核密度和液滴合并的差异, 亲水slippery表面凝结液滴的最大体积远大于疏水slippery表面凝结液滴的最大体积. 4种表面的雾气收集效率由大到小依次为亲水slippery表面>疏水slippery表面>超亲水表面>超疏水表面.     

高分子基体表面褶皱的仿生构筑、微观调控及其应用

从小尺度血细胞到地球表面大尺度的山脉,表面褶皱现象无处不在.受自然界这些起皱模式的启发,研究人员在构筑表面褶皱方面已经取得很大进展.本文讨论了高分子基体表面褶皱的形成机理,归纳了利用表面失稳构筑表面褶皱的方法和表面褶皱的应用现状.首先讨论了高分子基体表面起皱的机理,引入了理论公式.高分子基体自身的不稳定性和外部刺激是其表面失稳的主要原因.其次着重介绍了表面褶皱的分类及其不同构筑方法,包括薄膜/基底双层体系、渐变型基体、同质型基体表面褶皱的构筑,以及可逆褶皱、多级褶皱和三维褶皱的构筑.最后介绍了表面褶皱的应用研究进展.表面褶皱由于具有形貌和尺度易于调控、构筑方法简易多样等优点,可用于微流控、微印刷、柔性电子器件、超疏水表面、薄膜力学测量、荧光信号增强、表面拉曼增强、表面黏附增强等领域.     

抗凝血高分子生物材料的表面设计

生物材料,尤其是血液接触材料,满足抗凝血性能是临床应用的首要前提。采用表面改性策略来提高材料表面的抗凝血性能,简单易行。表面改性主要包括表面设计和方法设计两个方面。本文对抗凝血性高分子生物材料的表面设计各类方法进行了综述,其中包括材料表面的微相分离结构、材料的负电荷表面设计、材料的亲(疏)水性表面设计、材料的生物活性化表面设计和材料的内皮细胞化表面设计等等,并重点阐述了两性离子的抗凝血表面设计。     

表面超疏水对摩擦学性能的影响:机理、现状与展望

超疏水表面由于极端的非润湿特性,在减阻、耐磨、防腐蚀、防结冰和自清洁等领域有着极为广泛的潜在应用。表面粗糙结构和低表面自由能是形成超疏水表面的两个决定因素,也是超疏水表面具有优异的摩擦学性能的主要原因。本文主要对近年来超疏水表面在摩擦学领域的研究进行总结。首先分析了超疏水表面摩擦学的相关理论,然后重点阐述了超疏水表面在摩擦学领域的研究现状,探讨了影响超疏水表面摩擦学性能的因素和作用机理,并对耐磨超疏水表面和超滑表面的摩擦学研究进行了分析。最后提出了超疏水表面摩擦学研究应该关注的重点和方向。本综述旨在引起更多学者对超疏水表面摩擦学研究的关注,对于扩大超疏水表面的应用领域具有重要的理论价值和现实意义。     

超疏水表面的研究进展

表面的浸润性是决定材料应用的一个重要性质,许多物理化学过程,如吸附、润滑、黏合、分散和摩擦等均与表面的浸润性密切相关.近年来,由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用,有关超疏水表面的研究引起了极大的关注.本文综述了超疏水表面研究的新进展:简单介绍了表面浸润性的表征手段和影响因素,归纳了超疏水表面的制备方法和相关的理论分析,对超疏水表面研究的发展进行了展望.     

超疏水表面黏附性的研究进展

结合作者课题组的相关工作,简要地论述了超疏水表面固液黏附性的主要影响因素和评价标准,介绍了天然和人工仿生具有特殊黏附性超疏水表面的研究进展,包括超疏水高黏附表面、超疏水低黏附表面、可控黏附性超疏水表面、各向异性黏滞力超疏水表面、黏滞力响应性智能超疏水表面以及超亲/超疏水图案表面制备及运用.特别介绍了作者研究小组在仿生可控黏滞力超疏表面制备以及超亲/超疏水图案表面运用的研究.最后对具有特殊黏附性超疏表面的研究进行总结和展望.     

低聚表面活性剂的合成及性能研究

低聚表面活性剂是指通过连接基将两个以上的传统表面活性剂连接在一起而形成的一类新型表面活性剂。相对于对应的传统表面活性剂,这类表面活性剂具有临界胶束浓度(cmc)低、表面活性高等优点。本文介绍了本研究团队近年针对低聚表面活性剂所开展的研究,包括分子结构不对称的双子表面活性剂、同时具有阳离子和阴离子头基的甜菜碱型双子表面活性剂、三聚和四聚阳离子表面活性剂以及通过原子转移自由基聚合制备的低聚表面活性剂等。     

表面胶团修饰电极电化学测定双酚A的增敏机理及抗污性能研究

分别以2种阴离子表面活性剂(SDS、SDBS)、3种季铵盐阳离子表面活性剂(CTAB、TTAB、DTAB)和2种季铵盐型双子表面活性剂(12-3-12、12-4-12)修饰碳糊电极。通过原子力显微镜、接触角以及分析物在电极表面的电化学行为探讨了不同表面活性剂在电极表面的吸附情况,推测在浓度大于临界胶束浓度(CMC)时,季铵盐型阳离子表面活性剂CTAB、TTAB、12-3-12和12-4-12在碳糊电极表面形成了圆柱形的表面胶团,而DTAB和SDS可能是饱和单分子层吸附。以BPA为分析物,研究了表面活性剂修饰电极对BPA的电化学增敏机理,结果表明修饰电极对双酚A(BPA)的电化学增敏作用主要是因为表面胶团对BPA的增溶作用,表面活性剂和BPA间的阳离子-π作用是表面胶团增溶BPA的主要原因。     

多晶铑表面上碳氧共存体系的研究

用紫外光电子能谱（ＵＰＳ）和俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对碳氧共存的多晶铑表面及ＣＯ、Ｏ_２、Ｃ_２Ｈ_４在该表面上的吸附进行了研究，发现铑表面上共存的表面碳和表面氧存在相互作用，由于表面氧的存在，外来吸附物如ＣＯ、Ｏ_２、Ｃ_２Ｈ_４等可以覆盖在表面碳上面，使表面碳占据表面位抑制其它物种吸附的屏蔽效应消失。该表面具有氧化性，可以把吸附的乙烯氧化。     

含Pb铝合金表面的电化学溶解趋势

利用一个简单层状模型通过第一性原理的密度泛函理论研究了表面Pb含量变化对Al(100)表面Al原子的化学势和电化学溶解电势的影响规律.计算结果表明,当表面层Pb含量为1/9、1/4、1/2和3/4 ML(monolayer)时,与纯铝相比,表面Al原子的化学势分别升高了0.13、0.17、0.57和0.64 eV,表面Al原子的溶解电极电势分别偏移了-0.04、-0.06、-0.19和-0.21 V.溶解电势向负方向偏移,表明含Pb的Al(100)表面的Al原子在更低的电势条件下就可以溶解了.同时,表面Pb含量不同会引起表面Al原子向内不同程度的弛豫,导致表面Al的化学环境和表面结构发生变化,进一步表明金属表面原子的化学势和溶解电极电势受原子周围的化学环境的影响.表面Mülliken电荷布居分析证实,随着表面Pb含量增加,Pb原子与Al原子之间的电荷交换作用增强,使表面Al原子总的负电荷数增加,导致表面电位下降,表面功函数也减小,也促使Al表面更易于发生电化学腐蚀反应.     

梯度接触角表面的构建与应用

梯度接触角是梯度表面张力的反映,固体表面的润湿性由表面化学组成和表面微观形貌共同决定。通过表面化学组成和表面微观形貌的梯度化,可制备接触角变化范围不同的梯度接触角表面。本文综述了梯度接触角表面在液滴移动、微流体流动和生物吸附等领域中的应用。梯度接触角表面具有的不平衡杨氏力是促进液滴移动的主要原因,而表面所产生的接触角滞后则阻碍液滴移动;在生物学领域,梯度接触角表面会造成蛋白质和细胞选择性吸附或黏附。最后,简要探讨了梯度接触角表面存在的问题和发展方向。     

Li/Li(100)面自扩散体系的理论研究

本文应用对势方法构造了Li/Li(100)表面缺陷体系的吸附扩散相互作用模型势,考察了各种台阶、扭结、空位等表面缺陷对锂原子表面吸附扩散行为的影响。根据缺陷表面体系结合能和表面扩散活化势垒的结果,提出和分析了捕获能力和捕获网链的概念。     

材料表面性质调控细胞黏附

生物医用材料旨在通过调控材料和细胞之间的相互作用来实现组织的再生和修复。黏附过程直接决定了细胞是否能够充分发挥生物学性能,因此通过对材料表面的物理和化学改性来调控细胞黏附,对于生物材料具有至关重要的意义,也是非常活跃的研究热点。材料表面物理改性通常通过对包括表面粗糙度、形貌、模量和多孔结构等物理性质的调控,为细胞构建适合黏附的材料表面。而化学改性则借助于表面电荷及亲疏水性调控、促黏分子修饰等化学手段来提高材料表面与细胞间的相互作用力,进而促进细胞黏附。近年来,材料表面调控细胞黏附的研究取得了许多新的突破性进展。例如在传统的促黏分子表面修饰之外,人们逐步发现对促黏分子序构的精准调控也可以有效地提高材料表面的促黏性能。而刺激响应性表面则可以根据外界信号的刺激,使得材料表面在促黏和抗黏之间实现智能的转换。本文从物理改性、化学修饰、刺激响应性表面构建等角度出发,全面总结和讨论了材料表面性质对细胞黏附的调控作用,梳理了材料表面的设计思路,多种材料表面的修饰改性方法等最新进展,并展望了未来材料表面对细胞黏附的调控思路。     

共沸蒸馏法制备表面化学改性氢氧化镁纳米颗粒

首次将表面改性剂如硬脂酸、硬脂酸锌或稀土偶联剂加入到传统的共沸蒸馏体系中,使Mg(OH)2纳米颗粒的表面改性和干燥过程同时完成。 通过 XRD、TEM、FT-IR、TG和CAM（接触角测试）等技术手段对样品的结构、形貌和性质进行了表征。 结果表明,表面改性剂不但能够和Mg(OH)2纳米颗粒的表面的OH-离子发生化学反应形成表面修饰层, 减少硬团聚现象,而且还使纳米颗粒表面由亲水性变为疏水性。 另外,对共沸蒸馏法制备表面改性纳米颗粒的机理进行了讨论,为纳米颗粒表面改性提供了一种新思路。     

表面扩散的Monte Carlo初探

利用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法模拟了理想表面和分形表面上的扩散过程；通过模拟可以发现，表面扩散系数不仅与表面浓度有关，而且还与扩散的时间、表面的几何形貌等有关。在表面覆盖度比较高时，表面扩散系数有一极大值。与理想表面相比，分形表面会使扩散系数减小。     

杂多化合物的性质对激光促进甲烷部分氧化反应性能的影响

合成了ＰＷ１２、ＰＭｏ１２和ＮａＰＭｏ１２３种固体表面材料。采用ＩＲ、ＴＰＲ、ＰＴＤ和激光促进表面反应技术等手段,考察了固体表面材料的表面构造、晶格氧的活泼性和甲烷在固体表面的化学吸附以及部分氧化反应的规律。分别以９８０和９６０ｃｍ＾－１的激光光子激发固体表面的Ｗ＝Ｏ和Ｍｏ＝Ｏ键,甲烷的部分氧化反应在１００℃以上和常压下顺利进行。ＣＨ４在固体表面的吸附位、固体表面材料的晶格氧活性、激光频率和反应温     

选择性膜电极研究表面活性剂与大分子的相互作用

结合本实验室的工作介绍了表面活性剂选择性膜电极研究表面活性剂与大分子相互作用的实验装置和原理,并综述了表面活性剂选择性膜电极在研究离子型表面活性剂及其二元混合体系与不同类型大分子之间相互作用中的应用.讨论了大分子的分子量、外加盐和表面活性剂的结构对表面活性剂和大分子之间相互作用的影响结果.     

用低能电子衍射研究固体表面的原子排列

一、序言研究固体清洁和吸附表面的原子排列,是了解固体表面结构和性质的基础。只有对固体表面二维品格的周期性(即原胞)、原胞的组成与各原子的排布、原胞与衬底之间的距离等确定后,才能比较全面地阐明表面的物理和化学性质以及表面与原子或分子的相互作用。 Davisson和Germe在1927年报道了金属     

仿生超疏水性表面的最新应用研究

近年来,除了荷叶表面,更多具有特殊润湿性的动植物表面同样受到关注。通过研究这些表面微观结构,人们成功地仿生制备出各种功能化超疏水表面,从而更好地满足工业中实际应用的需要。该综述简单地介绍了表面润湿的基本模型和最新的几种特殊表面结构,重点介绍近几年仿生超疏水表面应用的最新研究进展,主要包括超疏水表面在超疏油、表面润湿转换、外界刺激下的润湿行为调控、微流体、抗结冰等方面的应用。最后,对超疏水表面研究的未来发展进行了展望。     

松香系列表面活性剂的合成、性能及应用研究进展

本文综述了松香系列阳离子、阴离子、非离子和两性表面活性剂的合成及性能,探讨了松香系列表面活性剂在工业生产、农业和日用化工等领域的应用。结合松香系列表面活性剂的应用现状对今后新型松香表面活性剂的研究方向及发展趋势提出了建议和展望。