Matter：设计无纹理、全固体、光滑的亲水表面

Nanoyu

2022-10-13

光滑表面因其在自清洁、减阻、防污、增强冷凝、生物医学植入等方面的广泛应用而受到追捧。最近，无纹理、全固体、光滑的表面因其优于超级排斥表面和注入润滑剂的表面而获得了极大的关注。目前，几乎所有无纹理、全固体、光滑的表面都是疏水的。

近日，科罗拉多州立大学Arun K. Kota发现，只有在足够高的接枝密度下，通过将高表面能刷子共价结合到光滑基底上，才能设计出无纹理、全固体、光滑的亲水表面，从而实现物理和化学上的均匀性。

文章要点

1）研究人员假设在一个临界接枝密度以上的平滑平台，当栓接刷的大小(即弗洛里半径的两倍)等于栓接间距离时，平滑就会出现。出现这种光滑平台是因为，在临界接枝密度或高于临界接枝密度时，水分子倾向于主要通过面内运动移动通过束缚的刷子，刷子之间的渗透可以忽略，导致最大和恒定的光滑度。

2）基于这种认识，研究人员通过快速(< 10分钟)接枝方法，将聚乙二醇(PEG)刷共价结合到光滑的基底上，制备了光滑的亲水(SLIC)表面。与传统的(即不光滑的)亲水表面和光滑的疏水表面相比， SLIC表面在抗冷凝和抗污垢方面表现出了卓越的性能。

3）基于这些结果，无纹理的、全固体的、光滑的亲水表面(例如SLIC表面)构成了一类新兴的表面，其有可能有益于从热流体学到生物流体学的多种技术领域。

参考文献

Vahabi et al., Designing non-textured, all-solid, slippery hydrophilic surfaces, Matter (2022)

DOI：10.1016/j.matt.2022.09.024

https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.09.024