深圳先进院超疏液表面研究获进展

　　现代社会的工业生产和日常生活中，液体残留、污染和流动不畅是随处可见的问题，例如衣服沾了油污难以洗净，医院里大量使用一次性容器来避免液体样品的污染，诸如此类的问题都指向了一个普遍而重大的挑战：开发特殊表面，使得各种液体包括高表面能的水溶液和较低表面能的液体（通称为油）都能极少残留及吸附，并且易于流动。科学家们借鉴了荷叶等自然界中的自清洁效应，开发了多种“超疏水表面”，但一般只适用于高表面能的水溶液，而对于种类繁多的低表面能液体却无能为力。为开发适用于任何液体的 “超疏液”表面，需要特殊的倒悬微纳米结构，但其制备仍受限于重要瓶颈，包括工艺和材料互相耦合，仅可在少数材料上才能制备微纳倒悬结构，而且微纳倒悬结构的可控制备困难，如果采用化学方法难以精细控制结构，重复性差，而微纳加工十分可控但需要昂贵的设备。

　　中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所副研究员吴天准领导的课题组在超疏液表面设计、加工和应用研究有多年的研究积累，在此基础上提出了一种新颖简便的低成本、高性能制备方法“软复制工艺”，突破了上述两个重要瓶颈。题为Engineering superlyophobic surfaces on curable materials based on facile and inexpensive microfabrication 的研究成果在国家自然科学基金等项目资助下，近期发表在材料和化学领域期刊Journal of Materials Chemistry A上。

　　吴天准课题组先在Si或是光刻胶基底上采用微机电系统（MEMS）工艺加工出规则、精确的“T”型微结构，然后浇注弹性体材料如聚二甲基硅氧烷（PDMS），得到倒“T”型结构的PDMS软印章，将多种可固化材料制成溶液浇筑到PDMS印章上并脱模，最后在成型的T型微结构上做低表面能修饰，就可以得到性能优异的超疏液表面。由于“T”型微结构稳定耐用，而PDMS印章便于脱模且可反复使用（不少于100次），因此1个微结构便可复制出100*100即1万个相同结构、成本低廉的子模板，从而保证了性能可靠，并大幅稀释了微加工成本。其典型接触角对水和十六烷均高于150度，接触角滞后低于15度，在经过10*10次转印到PDMS、玻璃树脂、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等可固化材料后，所获得的超疏液表面均与母版性能相当。同时，此方法也赋予了超疏液表面更多材质特性，如柔性、透明、生物兼容性等。

　　上述方法将为超疏液表面的低成本、高通量、大面积的制备提供重要思路和关键技术，从而为超疏液表面应用于生产生活的自清洁用途，应对各种液体吸附、流动等普遍问题提供崭新的材料解决方案。