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标 题: 2004年Nature与 Science双双评述中科院化学所的一项科研成果
发信站: 一塌糊涂 BBS (Tue Feb 24 21:21:25 2004), 本站(ytht.net)
中科院化学所研制出可控超疏水与超亲水可逆“开关”纳米界面材料
时间：2004年2月24日17:2
来源：有机固体院重点实验室 输入：clone 票数：0等级:点击：127
浸润性是固体表面的重要特征之一，它是由表面的化学组成和微观几何结构决定的。但
是通
过外场调节控制表面浸润性的研究还未见报道。
化学所有机固体院重点实验室功能界面材料研究组成功地通过调节“光”和“温度”，
实现
了纳米结构表面材料超疏水与超亲水之间的可逆转变，制备出超疏水／超亲水“开关”
材料
，在功能纳米界面材料研究领域取得了重要进展。这两项研究成果在基因传输、无损失
液体
输送、微流体、生物芯片、药物缓释等领域具有极为广阔的应用前景。
在热响应超疏水-超亲水可逆“开关”研究中，他们用表面引发原子转移自由基聚合方法
，
在基底上制备温度响应高分子聚异丙基丙烯酰胺薄膜，通过控制表面粗糙度实现了在很
窄的
温度范围内（10°C）超亲水和超疏水性质之间的可逆转变。在低温时，羰基和胺基被水
分
子组合，分子间氢键是主要的驱动力；随着温度的升高，分子内氢键起了主要作用，分
子链
采取更为紧密的排列方式，排斥了水分子。这种界面性质的可逆开关现象是通过表面化
学修
饰和表面粗糙度相结合，由热诱导所导致的。该文章发表在国际权威杂志德国《应用化
学》
（Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 357）上。该杂志将这一重要成果，推选为德国《
应
用化学》的VIP（Very Important Paper）文章。并在封面说明中写道:“阴和阳是中国
古代
哲学中自然及宇宙中的两个相反的性质，该项工作正是通过外场作用将两个完全相反的
性质
在同一个界面上实现了可逆的转化”。这篇文章发表后马上被《科学》杂志主编推选为
化学
方面的亮点,并在２００４年１月１６日出版的《科学》杂志以《超级开关》为标题，报
道
了该项研究成果。
在紫外光响应超疏水-超亲水可逆“开关”研究中，他们利用水热法成功制备阵列的氧化
锌
纳米棒，并实现了其超疏水特性，其与水的接触角为150°，当表面倾斜时液滴即可滚落
。
该氧化锌纳米棒阵列薄膜在紫外光的照射下，其表面的浸润性由超疏水向超亲水转变，
与水
的接触角达到了0°，液滴在此表面迅速铺展，并渗入到阵列材料表面。将其在暗处放置
一
段时间后，又恢复到超疏水的状态。这样，通过光照与在暗处放置这两个过程的交替，
实现
了材料在超疏水与超亲水之间的可逆转变。文章在《美国化学会志》（J. Am. Chem.
Soc.
2004,126, 1, 62）发表后，立即被《自然》杂志报道，指出由该小组制备的纳米氧化锌
阵
列结构薄膜具有“同时疏水／亲水”，就如同一块“纳米地毯”，这种结构所具有的超
疏水
特性可以使该材料具有不沾水和自清洁的作用。通过紫外光的照射，“地毯”又成为超
亲水
的材料，使水能够存留在粗糙的纳米结构中。
“超级开关”材料的研制成功标志着化学所在功能纳米界面材料的研究上又上升到
了
一个新的台阶。
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