中科院物理研究所等研发长寿命疏水材料



中科院物理研究所等研发长寿命疏水材料

中国科学院物理研究所与北京凝聚态物理国家实验室合作，利用二氧化钛纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷（PDMS）设计了一种新型层状材料。该材料能在紫外光处理后迅速发生由超亲水到超疏水的性能转变，且该结构能长时间保持极佳的超疏水性能。经长达400 d的室外测试，浸润角仍然保持在150°左右，超出目前文献中所报道的极限。

该新型层状材料超长的寿命来自于一种新的超疏水机制。虽然PDMS是一种相对稳定的聚合物，但通过实验证明，紫外光的照射仍可使其产生分解，生成相对分子质量较小的物质。这些物质通过扩散穿透二氧化钛纳米颗粒薄层（厚度为1μm～2μm、颗粒直径在100 nm以下），并吸附在颗粒表面形成分子包覆层，降低表面张力，从而实现超疏水。该体系的独特之处在于：PDMS的分解呈现出稳定的平衡状态，达到超疏水状态时分解停止，但当包覆层被破坏时，PDMS通过分解-扩散又重新把疏水小分子供应到表面，使材料恢复超疏水状态。由于二氧化钛纳米颗粒的存在，除了超疏水性，该体系同时还具有光催化、透明性等多种功能和特性，方便形成超疏水/超亲水图案，以实现水分的收集。

（摘自石油化工2016年第7期）