深圳先進院超疏液表面研究獲進展

　　現代社會的工業生產和日常生活中，液體殘留、污染和流動不暢是隨處可見的問題，例如衣服沾了油污難以洗凈，醫院里大量使用一次性容器來避免液體樣品的污染，諸如此類的問題都指向了一個普遍而重大的挑戰：開發特殊表面，使得各種液體包括高表面能的水溶液和較低表面能的液體（通稱為油）都能極少殘留及吸附，并且易于流動。科學家們借鑒了荷葉等自然界中的自清潔效應，開發了多種“超疏水表面”，但一般只適用于高表面能的水溶液，而對于種類繁多的低表面能液體卻無能為力。為開發適用于任何液體的 “超疏液”表面，需要特殊的倒懸微納米結構，但其制備仍受限于重要瓶頸，包括工藝和材料互相耦合，僅可在少數材料上才能制備微納倒懸結構，而且微納倒懸結構的可控制備困難，如果采用化學方法難以精細控制結構，重復性差，而微納加工十分可控但需要昂貴的設備。

　　中國科學院深圳先進技術研究院生物醫學與健康工程研究所副研究員吳天準領導的課題組在超疏液表面設計、加工和應用研究有多年的研究積累，在此基礎上提出了一種新穎簡便的低成本、高性能制備方法“軟復制工藝”，突破了上述兩個重要瓶頸。題為Engineering superlyophobic surfaces on curable materials based on facile and inexpensive microfabrication 的研究成果在國家自然科學基金等項目資助下，近期發表在材料和化學領域期刊Journal of Materials Chemistry A上。

　　吳天準課題組先在Si或是光刻膠基底上采用微機電系統（MEMS）工藝加工出規則、精確的“T”型微結構，然后澆注彈性體材料如聚二甲基硅氧烷（PDMS），得到倒“T”型結構的PDMS軟印章，將多種可固化材料制成溶液澆筑到PDMS印章上并脫模，最后在成型的T型微結構上做低表面能修飾，就可以得到性能優異的超疏液表面。由于“T”型微結構穩定耐用，而PDMS印章便于脫模且可反復使用（不少于100次），因此1個微結構便可復制出100*100即1萬個相同結構、成本低廉的子模板，從而保證了性能可靠，并大幅稀釋了微加工成本。其典型接觸角對水和十六烷均高于150度，接觸角滯后低于15度，在經過10*10次轉印到PDMS、玻璃樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等可固化材料后，所獲得的超疏液表面均與母版性能相當。同時，此方法也賦予了超疏液表面更多材質特性，如柔性、透明、生物兼容性等。

　　上述方法將為超疏液表面的低成本、高通量、大面積的制備提供重要思路和關鍵技術，從而為超疏液表面應用于生產生活的自清潔用途，應對各種液體吸附、流動等普遍問題提供嶄新的材料解決方案。