水下超疏油表面的应用

 自然界中具有特殊浸润性的生物体表面，如荷叶，蝴蝶翅膀，沙漠甲虫背，蜘蛛丝等一直为我们设计制备新型的界面材料提供灵感。随着海洋油污染治理以及船舶、海洋设备、海洋疏油管道防油污处理等领域需求的日益突出，开发具有水下超疏油性质的特殊浸润性表面以及成为摆在人们面前亟待解决的问题。水下超疏水表面的船舶、海洋设备防污图层，体内抗生物黏附材料以及油水分离等领域具有广泛的应用前景。

      1、水下对油滴的操控

      研究人员利用一种利用空气中超亲水、水下超疏油的微纳复合结构玻璃基底来实现水下油滴的可控运动。由于玻璃亲水的特性和微纳复合结构的存在，使得毛玻璃表面能够在水下表现出超疏油的特性。因此，当用这种材料组装成镊子和基底时，能够在水下无黏附地夹住和释放油滴，实现油滴的无损移动。当将含有不同化学物质的油滴通过这种模式进行融合后，实现了油滴中微型化学反应的构筑。

  2、抗血小板黏附的水下超疏油表面

      聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）是一种广泛用作细胞培养，药物载体的温敏材料，但是在人体温度一下容易引起血小板黏附。研究人员制备了PNIPAAm接枝的硅纳米线阵列表面，该表面在低于或高于PNIPAAm的LCST时均具有稳定的水下超疏油性质和对油低黏附的性质。纳米结构的引入使得水分子能够进入纳米线的间隙之间，使得这一特殊的PNIPAAm表面能够保存更多的水分子，提高表面在水下的亲水性，从而极大的减少了血小板在表面的黏附作用，达到不论室温下还是人体温度下都能够有效减少血小板的黏附和降低血小板的激活程度的目的。这一工作解决了PNIPAAm材料表面在人体温度下容易引起血小板黏附的血液形容性问题，改善了PNIPAAm的应用前景，也为我们利用水下超疏油表面研究制备具有更好的生物相容性的医用材料提供了新的思路。

  3、油水分离

      随着生活中含油污水的大量排放和海上原油泄漏事故的频频发生，油水分离已经成为备受关注的世界性课题。研究人员从改变材料浸润性质的本质入手，以具有优良亲水和保水性能的水凝胶材料为原料，采用光引发聚合的简单方法成功制备了新型的在水环境下具有超亲水和超疏油性质的油水分离网。该分离网可以有效将水从各类油水混合物中分离出来，如植物油、汽油、柴油和原油油水混合物等等。分离率高达99%，在分离过程中，网膜的水下超疏油和对油低黏附的特性使网膜不易被有黏附和污染，从而使油和材料的回收变的简单易行。从本质上克服了传统材料易污染难回收的缺点，这是利用特殊浸润性质制备了下一代油水分离材料的创新型尝试，在工业含油废水和海上原油泄漏事故的处理等领域具有广泛的应用前景。