金属基仿生超滑表面制造及其应用

金属是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,是构成现代文明社会的支撑材料,增加金属材料的特殊性能,拓宽金属材料的应用范围,已经成为 自然科学交叉研究的热点.受自然界启发,研究人员通过探究猪笼草口缘区的超滑行为,在微/纳米结构基底中注入低表面能润滑液,形成固液复合涂层,设计并制备出具有特殊润湿性的仿生超滑表面,显现出优异...     

多功能超润湿材料的设计制备与应用

仿生超润湿材料是指类似自然界中生命体具有的特殊浸润界面性质的一类材料。近20年来,研究人员通过模仿自然,揭示了一系列超润湿界面材料的构建机理,设计制备了多种仿生超润湿材料,并将这些具有特殊表面浸润性能的材料拓展应用到了国防、军工、航空航天、建筑、农业、医疗、海洋防污等众多领域。本文首先介绍表面润湿现象的基础理论,接着从仿生的角度出发,介绍了以仿荷叶、鱼鳞、沙漠甲虫、猪笼草为代表的几种拥有不同表面浸润性能的材料,并总结了这几种材料的仿生设计原理、结构与性能的关系以及所面临的问题。综述了近年来仿生超润湿材料在防污抗菌、防雾防霜防覆冰、油水分离等方面的应用进展,最后展望了仿生超润湿材料的发展方向。     

SLIPS功能表面的制备及应用

仿猪笼草唇叶结构的滑移功能表面(SLIPS)是通过将全氟液体、硅油或离子液体等润滑油注入到提前构建好的含有多孔或分级粗糙结构基底制备得到.由于毛细作用力和范德华力,动态油膜能够稳定锁定在粗糙基底中.所得到SLIPS的化学均相表面和特殊的液-固结合界使其展现出优异的液体排斥性、自修复性和高压稳定性等,并在近十年内成为表界...     

Droplet manipulation with bioinspired liquid-infused surfaces: A review of recent progress and potential for integrated detection

Point-of-need (PON) diagnostics offer promising methods to gather information relevant to health and safety on-site without the requirement for a fully equipped laboratory. In this review, we discuss how liquid-infused surfaces offer a promising platform to expand the capabilities of PON devices in the areas of biological sample preparation and system integration, providing new methods of controlling the movement of droplets and facilitating detection of biological and chemical compounds contained therein. Modifications to the underlying surface structure can be used to passively control the direction of droplet movement, and the careful selection of responsive solid substrates and/or overlying liquids can allow active control through induced temperature gradients, electrical stimulation, and exposure to magnetic fields. Recent work leveraging other advantages of liquid-infused systems such as ultra-low friction, noncoalescence of droplets, and liquid–liquid patterning has demonstrated the unique ways in which this approach can be used to both enhance current detection methods as well as enable new ones. Together, these recent developments in the manipulation of droplets on liquid-infused surfaces point to their significant potential for furthering the capacity of PON devices for both biological and environmental samples.     

灌注液体型光滑多孔表面制备及应用

仿猪笼草效应的灌注润滑液的光滑多孔表面(SLIPS)是将润滑液如全氟聚醚、硅油、离子液体等灌注到微/纳粗糙结构基材中制备的。SLIPS材料表面可达到分子尺度的光滑,能显著减小液滴滑动角和滞后角,具有全方位疏液、自修复、透明度高、温度和压力稳定性好等诸多优点,能够高效抑制各种基材包括油脂、血液、冰以及生物膜的黏附,在自清洁涂料、海洋防污、生物医用领域具有广阔的应用前景。近年来SLIPS材料因其具有的特殊表面润湿性能而备受研究者的关注,本文详细介绍了SLIPS材料的构建机理和制备方法,包括浸润法和溶胀法等。综述了SLIPS材料在防污、促进滴状冷凝、防霜防覆冰、油水分离等方面的最新进展,并对SLIPS目前存在的问题与发展方向进行了分析和展望。     

银纳米立方三维SERS基底制备及用于多种溶剂中农药的快速检测

使用种子生长法制备得到银纳米立方,扫描电镜的表征结果表明制备得到的银纳米立方尺寸为(61.5±4.4) nm,相对标准偏差为7.2%。利用表面替换技术将其表面的CTAC替换为更有利于SERS检测的柠檬酸根。然后基于具有超润滑特性的SLIPS衬底,构建出以银立方作为组装单元的具有三维热点的SERS基底。利用该三维SERS基底分别检测了水中的三环唑和乙醇中的福美双,检测限分别可达到52.8和41.6 nmol·L-1。实验结果表明银立方三维热点SERS基底具有较高的灵敏度,能够应用于多种溶剂中农药的快速检测,对于实际场景下农药残留的快速检测具有重要的意义。