啟航網(wǎng)訊　　由于獨特的微納結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的斥水性能，超疏水表面在自清潔、微流體控制、固體潤滑、減摩減阻、油水分離等方面表現(xiàn)出了十分美好的應(yīng)用前景。然而，在推動其走向?qū)嶋H應(yīng)用時，出現(xiàn)了一系列亟待解決的基礎(chǔ)科學(xué)問題及關(guān)鍵技術(shù)。

　　在國家國際合作專項（項目號：2012DFA51200）與國家自然科學(xué)基金（基金號：21203089、51263018、21103084）的支持下，我校以年輕博士歐軍飛、王法軍、薛名山等為學(xué)術(shù)骨干的功能材料研究團隊，面向超疏水表面技術(shù)的實際應(yīng)用，在飛行器/高壓線路防覆冰、艦船防腐蝕、航天器防霉/菌等應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面開展了深入系統(tǒng)的工作，取得了系列進展。最新研究成果已連續(xù)在國際主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表系列論文10余篇；其中，ACS AMI（SCI一區(qū)，IF=5.008）5篇，JPCC（SCI二區(qū)，IF=4.814）及APL（SCI二區(qū)，IF=3.794）各1篇。

　　 超疏水/油表面的制備。傳統(tǒng)制備方法操作繁瑣，經(jīng)濟成本很高，特別是所用糙化處理劑嚴重傷害環(huán)境。針對這些問題，以輕合金（鋁合金、鎂合金、鈦合金）為研究對象，利用環(huán)境友好的水或稀H₂O₂溶液為糙化處理劑，加入低表面能物質(zhì)，發(fā)展了一種新型的一步制備法，大大提高了超疏水表面制備過程的簡便性和環(huán)保性（Ou Junfei et al, ACS AMI, 2013, 5, 3101；Ou Junfei et al, 2012, 4, 5737；Ou Junfei et al, ACS AMI, accepted）。相對于超疏水表面而言，超疏油表面對表面形貌與化學(xué)的要求更高，因而其制備方法更加復(fù)雜。以金屬銅為研究對象，通過簡單的“化學(xué)腐蝕/氧化—表面氟化處理”方法制備了具有較規(guī)整的微米/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的超疏油表面，進一步拓展了超疏表面的制備方法（Ou Junfei et al, ACS AMI, accepted）。

 　　超疏水表面的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是超疏水表面走向?qū)嶋H應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。通過在“輕合金基體/低表面能分子”界面引入共價鍵（如M-O-Si, M=Al/Mg/Ti），大大提高了超疏水表面在使用介質(zhì)（如NaCl溶液）中的穩(wěn)定性(Ou Junfei et al, ACS AMI, 2013, 5, 3101)。進一步發(fā)展了一種以聚四氟乙烯（PTFE）和聚偏氟乙烯（PVDF）為組分的耐磨超疏水材料。此類超疏水材料將低表面物質(zhì)（PTFE/ PVDF）融入到材料體相當(dāng)中，通過簡單的打磨處理即可完成粗糙化處理，將“超疏水”概念從“表面”拓展到“體相材料”，具有可重復(fù)使用、耐磨等特性（Wang Fajun et al, ACS AMI,in revision）。

 　　超疏水表面的示范性應(yīng)用。結(jié)合國家海洋、航空及航天戰(zhàn)略需求，對超疏水表面在防腐蝕、防覆冰、溢油回收等方面的示范性應(yīng)用進行了探索研究。系統(tǒng)研究了表面粗糙結(jié)構(gòu)、低表面能分子的化學(xué)構(gòu)成、低表面能分子/基底界面的結(jié)合方式等因素與超疏水腐蝕防護性能的關(guān)系。進一步利用開爾文掃描探針技術(shù)對各種超疏水表面進行研究，建立了表面微納結(jié)構(gòu)及粗糙形貌與電子功函數(shù)的關(guān)系，為優(yōu)化超疏水表面的抗蝕行為奠定了堅實基礎(chǔ)（Xue Mingshan et al, J. Appl. Phys., 2012, 111, 123714；Xue Mingshan et al, Appl. Phys. Lett., 2013, 102, 243110）。利用顯微裝置原位觀測了水滴在超疏水表面的結(jié)冰過程，發(fā)現(xiàn)超疏水表面能極大地延緩結(jié)冰時間，這些研究結(jié)果為進一步開發(fā)實用性的防冰材料提供了技術(shù)支持（Ou Junfei et al,submitted to ACS AMI）。開發(fā)了一種新型親油疏水的半封閉型圍油欄。海水溶液中的溢油一旦與圍油欄接觸，將迅速自動穿透圍油欄孔隙并集中在圍油欄中，而海水則可完全被排除在圍油欄之外。集中的溢油可以非常方便地利用泵來回收，為解決海面溢油的污染問題提供了一種新思路（Wang Fajun et al, JPCC, accepted）。

 　　該團隊上述研究工作也受到了省內(nèi)各行業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。相關(guān)公司企業(yè)積極響應(yīng)，主動提出合作研究，開發(fā)實用超疏水涂層、材料，應(yīng)用到其產(chǎn)品及實際生產(chǎn)上。目前，與昌河飛機制造公司聯(lián)合申報的直升機防冰項目已為國家國防科工局批準（項目號：A0520132019；經(jīng)費：800萬元）；與江西贛粵高速公路股份有限公司的橫向合作課題路面防薄冰瀝青涂料及技術(shù)已經(jīng)簽訂合同（合同號：2012H0034；經(jīng)費：65萬）；與江鈴汽車股份有限公司合作的研發(fā)課題汽車用防霜/防霧/防汽玻璃涂層正在洽談中。