祝贺黄威嫔、陈夏超同学的论文“Patterned Slippery Surface through Dynamically Controlling Surface Structures for Droplet Microarray”发表在Chemistry of Materials上(Chem. Mater. 2019, 31, 834−841, DOI:10.1021/acs.chemmater.8b03957),Chemistry of Materials在2018年的影响因子为9.890。
基于润滑油灌注多孔表面(SLIPS)技术得到的图案化浸润性表面在液滴控制、生物活性分子收集、微液滴阵列制备等领域有着广泛的应用。然而,利用简单高效、图案调控性强的方法制备图案化浸润性表面仍是一个极大的挑战。
研究团队在前期研究中发现聚阳离子聚乙烯亚胺(PEI)和聚阴离子聚丙烯酸(PAA)交替沉积得到的聚电解质多层膜(PEI/PAA)具有独特的动态特性,例如自修复性能,致孔以及孔洞修复能力(Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 7470., ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 4309)。此外,PEI/PAA多层膜表面会自发形成微结构,有趣的是,这些表面结构在饱和湿度环境中会消失,膜表面变平整,这主要是由于水分子的增塑作用以及强静电屏蔽作用,提高聚电解质分子链运动能力引起(Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 31168)。水分子的存在可以带动膜表面形貌的变化。
在本研究中,在PEI/PAA聚电解质多层膜内引入光敏感的叠氮基团,通过局部紫外光交联,实现该区域聚电解质分子链的固定,在饱和湿度环境中选择性地调控涂层表面的微结构的变化,得到图案化微结构表面(图1)。利用在剪切力作用下,不同表面微结构对润滑油维持能力的差异性,实现图案化浸润性表面的制备(图2)。当液体滑过该表面时,可以得到相应的微液滴阵列(图3)。
图1. 图案化微结构表面(三角形阵列)照片以及SEM图
图2. 不同微结构表面对润滑油维持能力的差异性
图3.微液滴阵列形成过程(A-E)以及不同形状微液滴阵列图(F-H)
文献链接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.chemmater.8b03957