Giao diện siêu ưa ẩm và ứng dụng của chúng

Advanced Materials - Tập 29 Số 45 - 2017
Zhongpeng Zhu1,2, Shuang Zheng3,2, Shan Peng1,2, Yong Zhao4, Ye Tian3,2
1Key Laboratory of Bio-inspired Materials and Interfacial Science, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, P.R. China
2School of Chemistry and Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049 P. R. China
3Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS) Key Laboratory of Green Printing Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190 P. R. China
4School of Chemistry, Beihang University, Beijing 100191, P.R. China

Tóm tắt

Tóm tắtCác giao diện siêu ưa ẩm đề cập đến những giao diện có ái lực mạnh mẽ với các loại chất lỏng đa dạng, bao gồm siêu ưa nước, siêu ưa dầu, và siêu ưa amphiphilic. Khi tiếp xúc với các giao diện này, các giọt nước hoặc dầu có xu hướng lan rộng hoàn toàn với các góc tiếp xúc gần 0°, gây ra các ứng dụng đa dạng bao gồm tự làm sạch, chống sương mù, vận chuyển chất lỏng có thể kiểm soát, tách chất lỏng, và nhiều hơn nữa. Được lấy cảm hứng từ thiên nhiên, các nhà khoa học đã phát triển nhiều loại giao diện siêu ưa ẩm nhân tạo (SLPL) trong vài thập kỷ qua. Về đặc điểm kích thước, các giao diện SLPL nhân tạo có thể được chia thành bốn loại: i) hạt 0D, trong đó tính phân tán hoặc hiệu suất xúc tác có thể được cải thiện đáng kể nhờ siêu ưa ẩm; ii) sợi vi/na/nano hoặc ống/nanotubes/ kênh 1D, có thể chuyển giao chất lỏng một cách hiệu quả với các giao diện SLPL; iii) giao diện SLPL phẳng 2D, trên đó các phân tử chức năng khác nhau có thể được lắng đọng đồng đều, tạo thành các màng siêu mỏng và mịn; và iv) cấu trúc 3D, có thể được thu nhận bằng cách xây dựng riêng biệt các vật liệu SLPL 0D, 1D hoặc 2D hoặc chế tạo trực tiếp các khung SLPL ngẫu nhiên, và luôn có thể được sử dụng làm lớp phủ chức năng hoặc vật liệu số lượng lớn. Ở đây, các giao diện SLPL tự nhiên và nhân tạo được giới thiệu một cách ngắn gọn, tiếp theo là thảo luận ngắn về giới hạn giữa tính ưa ẩm và tính kỵ ẩm, sau đó là cái nhìn tổng quan về các phương pháp tạo ra các giao diện SLPL. Sự chú trọng cụ thể được đặt vào các thành tựu gần đây trong việc xây dựng các giao diện SLPL từ không gian đến ba không gian. Tiếp theo, các ứng dụng rộng rãi của các giao diện SLPL trong các lĩnh vực thương mại sẽ được giới thiệu. Cuối cùng, một tóm tắt ngắn gọn và triển vọng về những thách thức trong tương lai trong lĩnh vực này được trình bày.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1002/adma.201400883

10.1021/jacs.5b12728

10.1021/cr400083y

10.1016/j.surfrep.2008.10.001

10.1002/adma.201204120

10.1039/C4CS00220B

10.1021/ar700197v

10.1039/c1sm05849e

10.1039/C2RA21260A

10.1016/j.progpolymsci.2013.10.003

10.1016/j.jiec.2016.12.016

10.1166/mex.2011.1021

10.1038/ncomms3518

10.1098/rsta.2009.0022

10.1080/01932699208943328

10.1002/adma.200801782

10.1038/nature08729

10.1038/35102108

10.1038/nature17189

10.1038/nature10447

10.1639/0007-2745(1969)72[484:SEMSOS]2.0.CO;2

10.1086/328528

10.1038/ncomms2253

10.1071/FP08295

10.1021/j150503a008

10.1016/0021-9797(80)90348-3

Feder D. O., 1959, in Symp. on Cleaning of Electronic Device Components and Materials, 40

Kern W., 1970, RCA Rev., 31, 187

10.1149/1.2086825

10.1002/pssa.2211230117

10.1002/adma.201102616

10.1002/adfm.201670321

10.1002/anie.200353381

10.1002/anie.201510291

10.1038/41233

10.1021/la9011372

10.1002/smll.201501837

10.1021/la062903x

10.1016/j.jcis.2015.04.065

10.1002/anie.201700039

10.1016/S0927-7757(02)00061-4

10.1016/0001-8686(94)80029-4

10.1038/nmat3545

10.1126/science.282.5387.265

10.1016/S0167-5729(01)00020-6

10.1016/j.susc.2005.08.041

10.1103/PhysRevLett.89.276102

10.1098/rstl.1805.0005

10.1021/la00016a041

10.1016/S0001-8686(97)00040-7

10.1038/nmat3610

10.1002/anie.201506866

10.1021/la047491b

10.1166/jnn.2015.9819

10.1016/j.cattod.2008.09.037

10.1002/smll.200800428

10.1039/b914462e

10.1002/1521-4095(200012)12:24<1923::AID-ADMA1923>3.0.CO;2-#

10.1016/j.jallcom.2008.12.125

10.1021/ja0692579

10.1021/am401945w

10.1016/j.apsusc.2010.11.125

10.1016/j.surfcoat.2014.08.042

10.1364/OE.18.006455

10.1038/nphoton.2010.128

10.1002/mame.200900215

10.1016/j.elecom.2005.07.014

10.1016/j.tsf.2009.04.042

10.1016/j.actamat.2009.04.050

10.1021/ic700777f

10.1021/la701117a

10.1021/cm051453b

10.1016/j.jpcs.2009.04.008

10.1002/smll.201401869

10.1002/anie.201102545

10.1063/1.3077291

10.1021/cm990643h

10.2109/jcersj2.118.43

10.1021/jp002525j

10.1021/la053182p

10.1002/smll.200700084

10.1016/j.memsci.2006.10.005

10.1016/j.jcis.2007.03.058

10.1021/cg801156g

10.1002/smll.201503334

10.1002/ange.201510990

10.1016/j.seppur.2013.10.032

10.1002/(SICI)1521-4095(199801)10:2<135::AID-ADMA135>3.0.CO;2-M

10.1016/j.cap.2013.01.027

10.1039/c000416m

10.1016/j.jcis.2011.01.082

10.1002/adma.200803680

10.5012/bkcs.2005.26.10.1515

10.1246/cl.2006.356

10.1021/la800113n

10.1038/srep01733

10.1351/pac200072010073

10.1002/smll.201401307

10.1038/nature14092

10.1002/anie.201511064

10.1039/C4NR00919C

10.1021/am401124j

10.1021/ja206333w

10.1021/nl303889h

10.1002/anie.200501337

10.1073/pnas.1303732110

10.1039/c2jm35233h

10.1021/jacs.5b01522

10.1002/cphc.200700712

10.1021/ar5000693

10.1021/la903562h

10.1021/am502917w

10.1002/adma.201200289

10.1002/anie.201409911

10.1038/ncomms3276

10.1038/nnano.2013.41

10.1038/438044a

10.1126/science.1126298

10.1021/nl049688u

10.1021/ja4037669

10.1002/er.861

10.1016/j.crci.2005.02.055

10.1021/jp022105p

10.1023/A:1004644514653

10.1002/anie.200901668

10.1038/nature06181

10.1063/1.3275794

10.1088/0953-8984/19/35/356002

10.1021/la200940j

10.1038/nnano.2007.147

10.1021/ja038636o

10.1038/nnano.2008.136

10.1016/j.tsf.2012.12.067

10.1002/adma.200903696

10.1038/ncomms2027

10.1038/nmat1849

10.1680/si.13.00017

10.1021/la305032k

10.1021/am302557z

10.1039/c3cs35501b

10.1115/1.2910737

10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.10.080

10.1016/j.applthermaleng.2016.10.176

10.1021/acs.jpcc.5b02024

10.1016/j.snb.2013.04.117

10.1073/pnas.1614379114

10.1039/c3sm51147b

10.1021/am402135e

10.1021/nn3057966

Thông tin
Thông tin xuất bản

Advanced Materials

Tập 29 Số 45

Thông tin tác giả