由于極強的斥水能力，超疏水材料已經被廣泛地應用于表面自清潔，水油分離以及抗腐蝕等多種領域。隨著超疏水材料的不斷發展，復雜的使用環境對其提出了更多功能性要求，如對外界環境的感知，對水滴的黏附力可控等等。然而，由于目前制備超疏水材料的原料多為高分子化合物（聚二甲基硅氧烷，聚丙烯等）或無機氧化物（二氧化鈦，氧化鋅等），這些原料多數并不能提供實現超疏水材料多功能的基礎性質。因此，如何制備智能超疏水材料仍然是超疏水領域所面臨的一個重大挑戰。

    近日，哈爾濱工業大學復合材料與結構研究所王榮國教授團隊利用自組裝技術和沸騰浸泡的方法研制出一種對水滴具有可控黏附性的聚丙烯/石墨烯超疏水材料。更為重要的是，該材料能夠通過自身電阻的變化實現對下落水滴的感知。這種智能超疏水材料有望被應用于微液滴無損運輸和感知外界雨滴。相關研究成果以“A self-sensing, superhydrophobic, heterogeneous graphene network with controllable adhesion behavior”為題發表在知名期刊Journal of Materials Chemistry A 期刊上，并被評選為2018 Journal of Materials Chemistry A HOT Papers。該論文第一作者為丁國民博士，矯維成教授為通訊作者。

圖1 具有不同聚丙烯涂層量的聚丙烯/石墨烯材料的形貌

    該項研究以具有開孔微球結構的石墨烯網絡為基底，利用沸騰浸泡的方法將聚丙烯涂覆在石墨烯基底表面。并且通過控制浸泡時間制備出了表面具有不同聚丙烯涂層量的材料。

    圖2 不同聚丙烯/石墨烯材料的超疏水性，對水滴的黏附性及其在微量水滴定向無損運輸方面的應用

    此項研究結果表明實驗制得的所有聚丙烯/石墨烯材料均表現出超疏水性，但具有不同聚丙烯涂層量的材料對水滴的黏附力明顯不同。因此，該種材料的黏附性可通過控制浸泡時間來調控。該文利用這些具有可控黏附性的超疏水材料完成了微量水滴的定向無損運輸。

圖3 聚丙烯/石墨烯超疏水材料對下落水滴的自感知能力及其異質結構

    由于采用新型的沸騰浸泡的方法，聚丙烯僅涂覆在石墨烯網絡結構的表面，而網絡內部并沒有被聚丙烯覆蓋。基于這種異質結構和石墨烯自身的氣敏特性，具有低黏附性的聚丙烯/石墨烯材料能夠實現對下落水滴的自我感知。當水滴滴落在其表面時，其攜帶的水蒸氣能夠通過網絡結構與內部的石墨烯接觸，從而導致石墨烯與水蒸氣之間發生電荷轉移，致使材料的電阻產生變化，從而實現對水滴的感知。另一方面，低黏附性的超疏水表面還能使下落的水滴迅速彈走，從而實現材料的快速恢復。因此，該種智能材料在感知外界環境方面（如降雨）具有重要應用價值。

    原文鏈接：

    http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ta/c8ta06303f#!divAbstract

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責任編輯：王元

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