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郭志光团队构造仿生超滑移表面用于高效雾水收集及防污

发布日期:2024-09-29  来源:材料科学与工程学院   点击量:

近日,湖北大学材料科学与工程学院仿生摩擦课题组郭志光教授课题组在国际期刊《Small》发表了题为《Ultraslippery Surface for Efficient Fog Harvesting and Anti-Icing/Fouling》的研究成果,2022级硕士研究生章华洋为第一作者,谢尚珍博士和郭志光教授为通讯作者。

传统的润滑液体注入多孔表面(SLIPS)面临着液体泄漏和粗糙基底结构复杂制造等挑战,且在改性超疏水表面时常常用到含氟试剂对环境造成了污染。为了改善已有研究的不足之处,本研究从猪笼草和切片石蜡中获取灵感,开发了一种具有温度控制特性的多功能油凝胶注入表面(MIOS)。该表面制备技术简单,采用了一种安全且无毒的硅油热处理过程以获得低表面能。材料表面接触角在热处理后最高可达158°,显示出卓越的超疏水性。所制备的MIOS表面平均滑动角为3°,表现出优异的滑移性能。此外,这种创新的MIOS展示了高效的雾水收集能力,其雾水收集速率达到0.3222g∙cm-2∙min-1,是激光铝板的2倍。该表面还具有显著的防冰性能,与纯铝板相比,结冰时间延长了21倍,同时保持了极低的冰粘附力,仅为0.16 N。与此同时,该表面还具有优异的防污性能,被污染的液滴能快速滑落且不留下残留物。这项研究有效解决了传统超滑移表面液体易泄漏的问题,同时具有多功能性和良好的耐久性,环保且简便的制备过程使其适合大规模应用。该研究为开发具备广泛应用的固体多功能超滑移表面提供了新的思路。

郭志光教授近年来通过调控材料表面润湿性在油水分离、防冰除冰、水雾收集、气泡操控等领域进行了性能和机理方面研究,取得了系列进展。主持承担国家自然科学重点基金项目、优秀青年科学基金项目和面上项目等,发表学术论文520余篇,SCI引用2万1千多次,H因子76,出版中英文专著各1部。谢尚珍博士主要研究方向为仿生表界面用于大气水收集、油水分离和新能源器件被动式热管理,在国际知名期刊发表论文10余篇,现为湖北省楚天学者,主持国家青年基金一项。

论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202405875

(审稿:陈亮)


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