“Slippery”形状梯度表面用于高压环境下的气泡的定向及连续输运

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       水下气泡在固体表面的行为不仅与生物的生活息息相关，而且在工业、军事等领域存在重要的应用。例如水蜘蛛可以依靠其超疏水腹部束缚气泡在水下存活数十天之久，气泡在矿物表面的粘附在矿物浮选领域存在广泛应用，潜艇表面吸附的气泡可以有效降低潜艇在水下运动时的阻力等。然而，气泡在水下的行为受浮力的影响巨大，现存的方法很难实现水下气泡的定向、可控操作。

        近年来，北京航空航天大学化学学院江雷院士团队的于存明博士研究小组与天津大学的曹墨源副研究员课题组密切合作，就水下气泡操控这一课题展开了细致的研究。其通过制备制备超疏水螺旋及水下超亲气形状梯度表面实现了水下气泡的定向及连续输运（J. Mater. Chem. A 2016, 4, 16865. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1705091.）；通过制备水下超疏水PMMA圆片阵列实现水下气泡的有效黏附（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1702020.）；通过制备Slippery表面实现了气泡在浮力作用下的定向输运（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1701605.）。很多实际的应用场景都会涉及到高压操作，比如深水或高压反应釜，由于高压的作用水会挤破气膜进入超疏水表面的微纳结构中，使其失去水下超亲气的特性。因此高压环境下的气泡操控仍是一大难题。

       近日，北京航空航天大学江雷院士团队的于存明博士研究小组与天津大学的曹墨源副研究员课题组合作，通过激光切割、超疏水纳米粒子修饰、氟化液浸润等方法制备了具有形状梯度的Slippery表面，实现了高压环境下气泡的定向及连续输运。相关研究论文近期发表于ACS Nano期刊上，第一作者为北京航空航天大学化学学院本科生张春晖。