复制来的超疏水

聚二甲基硅氧烷（PDMS）具备良好的软性、有机化学可塑性、清晰度及相溶性，在医药学、电子光学及柔性电子学等许多方面获得普遍的运用。在其中，PDMS弹性体材料由液态预聚体与偶联剂后化学交联成形的特性使其在微/纳触碰橡塑制品构建各种各样作用元器件层面展示出与众不同的优点。近期，根据微/纳触碰橡塑制品技术性，PDMS在软性光学镜片、小型管式反应器、微集成ic、微结构列阵构造及其超疏表层构建等运用层面获得了系列产品明显成效。探寻并发展趋势简单的橡塑制品技术性完成PDMS基作用表层及元器件的制取，是管理科学行业的科学研究网络热点。

近日，澳大利亚西蒙弗雷泽高校Hua-Zhong Yu教授（查看更多详细介绍）科学研究精英团队根据有机溶剂诱发结晶体，在传统式纤维材料聚碳酸（PC）表层构建球形微结构复合型外貌，为此为模版根据微/纳触碰橡塑制品简单完成了PDMS超疏水表层的构建。通过有效提升各试验主要参数，所制取PDMS表层水表面张力达到172 ±1°、翻转角<1°，展示出非凡的超疏水特性。与此同时，科学研究员工对PC表层诱发结晶体外貌、本质机制及其原材料表层外貌与疏水性能本质关联等领域开展了操作系统的研究。

微/纳触碰橡塑制品构建PDMS超疏水表层平面图。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

原始的全透明整平PC表层展现较低疏水性，水表面张力90±1°；通过有机溶剂（甲苯）诱发结晶体，PC变化为不全透明，但表层水表面张力也提高至151±2°。进一步经PDMS微/纳触碰拷贝后，获得超疏水PDMS表层（水表面张力157±1°）。系统软件研究表明有机溶剂管理体系（甲苯 vs. 乙酸丁酯）、有机溶剂诱发時间、后处理工艺方式及其PDMS预聚管理体系浓度值对PC及所构建PDMS表层疏水性具备明显危害。当甲苯或乙酸丁酯有机溶剂解决時间达120 s时，管理体系表层表面张力可以做到＞170°。

不一样试验主要参数对PC、PDMS表层疏水性能的危害。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

原材料表层外貌转变危害着表层疏水性的转变。科学研究工作人员进一步系统软件调查了不一样有机溶剂解决時间对原材料表层外部经济外貌的危害。如SEM检测所显示：伴随着有机溶剂解决時间的提升，PC表层结晶体地区慢慢拓宽、原材料表层诱发结晶体产生的球形微结构复合型不光滑外貌更加显著（表面粗糙度扩大），相对应PDMS拷贝外貌也随着转变。

有机溶剂解决時间对PC及PDMS表层织构的危害。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

除此之外，研究表明PDMS管理体系中加上h-PDMS或选用有机溶液稀释液可以明显提高PDMS拷贝PC结晶体微结构外貌的一致性，促使拷贝PDMS管理体系具备显著的微结构复合型不光滑构造，进而授予PDMS表层更高一些的疏水性能。

PDMS管理体系组成对拷贝微结构外貌的危害。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

根据所构建PDMS出色的超疏水特点（静态数据水表面张力＞170°，翻转角1°），该科研成果可用来构建大规模PDMS基超疏水、自净化表层。与此同时，该超疏水PDMS表层在微液体技术性层面具备关键的潜在的运用。根据简单的UV-活性氧解决，可促使亲水性PDMS表层产生图案化的亲水性地区，进而作为液态传送微安全通道。

亲水性PDMS表层UV-活性氧构建微液体安全通道。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

汇总

微/纳不光滑构造是构建超疏表层的主要因素。该毕业论文根据商业化的PC环氧树脂表层有机溶剂诱发结晶体融合微触碰橡塑制品（拷贝），简单完成了具备自清理效用PDMS超疏水表层的构建。该方式对PC模板尺寸沒有约束性，适合超疏水PDMS大规模、成本低制取。与此同时，该微结构构造表层橡塑制品制取工艺可扩展至别的高聚物基多孔结构及作用表层的构建。

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Superhydrophobic Polydimethylsiloxane via Nanocontact Molding of Solvent Crystallized Polycarbonate: Optimized Fabrication, Mechanistic Investigation, and Application Potential

Clayton W. Schultz, Cliff L. W. Ng, Hua-Zhong Yu*

ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 3161-3170, DOI: 10.1021/acsami.9b18041

老师详细介绍

Hua-Zhong Yu

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