電子科大鄧旭教授團隊Chemical Society Reviews綜述：超疏水表面的機理及策略

近日，電子科技大學基礎與前沿研究院鄧旭教授團隊在國際期刊《Chemical Society Reviews》（IF=42.8）發表題為“Robust superhydrophobicity: mechanisms and strategies”的長篇綜述論文。青年教師張文巒博士為第一作者，基礎與前沿研究院鄧旭教授為論文通訊作者，電子科技大學基礎與前沿研究院為論文通訊單位。

超疏水表面具有良好的疏水自清潔性能，因此擁有廣泛的應用前景。超疏水表面的基本特征是使其能夠在液滴下保留大量空氣的微納米尺度粗糙結構。然而，精細的表面結構伴隨著脆弱的機械性能，這嚴重阻礙了超疏水表面的實際應用。為了滿足工業產品嚴苛的標準和要求，穩定的超疏水性能是人們長久以來追求的目標。

圖1給出了制備穩定超疏水表面的策略以及方法的總體框架。這篇綜述首先對超疏水的熱力學穩定性進行了詳盡的探討，介紹了用來進行相關研究的理論模型和實驗方法，重點討論了從Cassie-Baxter狀態到Wenzel狀態的潤濕轉變機制，基于自由能和浸潤臨界壓力方法來分別解釋超疏水的失效機制，為穩定耐久的超疏水表面結構設計提供理論指導。然后，將常見的構建穩定超疏水表面的策略分為被動抵抗型和主動再生型并加以詳細介紹和討論。文章作者認為，通過多種策略的結合，可以獲得穩定的超疏水表面，并以“穿鎧甲的超疏水表面”為例加以闡釋。最后，介紹了自下而上與自上而下的各種制備方法，包括各種濕法化學、層層組裝法、溶膠-凝膠法、模板法、蝕刻法、光刻法等。為了得到穩定的超疏水表面，通常需要綜合利用多種制造方法。

這一綜述可作為研究人員設計和構建穩定耐久超疏水表面的出發點，極大地促進超疏水表面走入我們的日常生活。此外，由于超疏水的交叉學科性質，本文將引起物理、化學、化學工程、環境工程、材料科學和生物學等領域研究人員的廣泛關注。

圖1 穩定超疏水表面的形成機理、制備策略及方法總括（圖片來源及版權：Chemical Society Reviews及論文作者）。

論文鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/CS/D0CS00751J

課題組主頁：

https://www.x-mol.com/groups/dengxu

作者介紹：

鄧旭教授，德國馬普高分子研究所博士，美國加州大學伯克利分校/美國勞倫斯伯克利國家實驗室博士后研究員，現任電子科技大學基礎與前沿研究院教授，博導。國家青年特聘專家支持，獲四川省千人計劃教授、四川省學科技術帶頭人、四川省杰青。主要從事材料表面、物理化學、仿生材料等相關研究。擔任德國馬普中德界面材料聯合實驗室負責人，中國化學會仿生材料化學委員會委員。承擔國際合作專項、國家自然科學基金項目多項，獲得歐洲國家發明專利3項，美國發明專利2項，中國發明專利15項。研究成果以第一作者或通信作者在Nature, Science, Nature Materials, National Science Review, Physical Review Letters，Advanced Materials, Angewandte Chemie等著名雜志發表文章50余篇。研究工作被引用3800余次，其中單篇引用超過1400次。科研成果被Nature, Nature Nanotechnology，Nature Physics，MIT Technology Review 等國際著名雜志多次作為專題報道。獲得中國十大科技新銳人物（2019），中國化學會青委會菁青化學新銳獎（2019）,四川省青年科技獎（2020），軍委科技委“創新杯”國防科技創新大賽新概念組一等獎(2020)。

張文巒博士，本科就讀于中國科學技術大學，2016年獲得美國特拉華大學材料科學與工程博士學位。目前主要研究內容為仿生材料界面構筑、界面效應在可持續能源領域的新型應用。已在ACS Applied Materials & Interfaces, Science Bulletin, National Science Review等期刊上以第一作者身份發表SCI學術論文十余篇。

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