多功能耐久性超疏水材料研究取得系列進(jìn)展
超疏水材料在自清潔、防腐蝕、防結(jié)冰、防生物粘附和水下減阻等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。但該材料存在功能單一、無法快速大規(guī)模制備、表面結(jié)構(gòu)易被破壞而導(dǎo)致材料失效、耐久性差等缺陷，從而嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所張招柱研究員團(tuán)隊開發(fā)出了一種簡單、高效制備耐久性超疏水材料的新工藝，克服了超疏水材料表面結(jié)構(gòu)易損壞、耐久性差及難于大規(guī)模制備等難題。他們將織物浸泡在聚四氟蠟和氟化石墨混合分散液中并加熱固化，便可快速制備超疏水材料。制得的材料接觸角為157.7°，可耐砂紙摩擦，經(jīng)過嚴(yán)重機(jī)械破壞后仍具有良好的超疏水性能。此外，該材料還具有快速、可重復(fù)的自修復(fù)功能，破壞后的表面可通過加熱使疏水材料遷移重新生成超疏水表面，實現(xiàn)快速自修復(fù),且經(jīng)染料染色后超疏水性能不變，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。
為進(jìn)一步增強(qiáng)該材料的穩(wěn)定性和多功能性，研究人員將超疏水材料與多孔材料的制備相結(jié)合，通過控制溶劑熱合成條件，采用一鍋法制備出了具有高比表面積、穩(wěn)定超疏水功能的多級孔聚合物。
與傳統(tǒng)方法相比，該方法無需制備模板、無需后處理、材料多級孔結(jié)構(gòu)便于調(diào)節(jié)，且制備原料無毒、價格低廉，制備方法綠色環(huán)保。與通過表面處理得到的超疏水材料相比，該材料具有整體超疏水性，可任意刮擦、切割，可長時間抵抗快速水流沖擊等優(yōu)點。此外，通過擦涂即可、在不同基底材料（紙張、織物和手套等）上快速獲得超疏水性產(chǎn)品。制得的材料在多種苛刻環(huán)境下（高溫高濕，強(qiáng)酸堿及紫外輻照）均具有優(yōu)異的綜合穩(wěn)定性。
以上合成方法綠色高效，制得的材料具有優(yōu)異的多功能性和綜合穩(wěn)定性，具有廣泛應(yīng)用前景。
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