申长雨、刘春太：超疏水性/超亲水性的两面材料领域取得积极进展

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两面材料是通过不同的特性进行开发，从而实现理想的功能复合，近年来备受关注。荷叶是一种典型的双面性界面行为材料，即荷叶的上表面具有超疏水特性，而下表面具有超亲水特性。形成荷叶的双面性界面的机制是由于生物为了适应环境的变化，从而引起自身细胞通透性的改变而引起的不对称变形。近年来，相关学者研究了许多具有仿生结构的疏水/亲水两面材料。然而，大多数实验材料是不可降解的，且会涉及到有害的有机溶剂，制备过程也比较复杂。制备无毒、低成本、工艺简单的两面材料，仍然面临着巨大的挑战。

        为了实现上述想法，郑州大学申长雨院士和刘春太教授团队受到荷叶和含羞草的启发，将PDMS与蜡烛烟灰相结合，成功制备出了超疏水性/超亲水性的双面纸，该材料具有良好的生物相容性，可作为细胞培养载体。且该材料还集水下自驱动、微滴输送和微量储水等功能于一体，是一种具有重要潜力的多功能材料。该研究以题为“A simple superhydrophobic/ superhydrophilic Janus-paper with enhanced biocompatibility by PDMS and candle soot coating for actuator”的论文发表在Chemical Engineering Journal（影响因子：10.652，中科院大类一区）上。郑州大学橡塑模具国家工程研究中心刘宪虎老师和张旭东硕士为本文第一作者，我院高分子加工研究所潘亚敏老师为本文唯一通讯作者，郑州大学材料学院为本文第一通讯单位。
        作者用PDMS和蜡烛烟灰共同改性滤纸，制成了多功能双面纸。烟灰聚集的表面表现出超疏水性，相反的表面仍然表现出超亲水性。超疏水表面具有优良的防污性能、机械稳定性和生物相容性，在水下驱动器和微滴转移等领域有重要的潜在应用价值，有利于多功能驱动材料的开发和应用。
该项研究工作得到国家自然科学基金支持。
        全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126532


         文章来源：郑州大学
         申长雨教授，1963年6月生于河南南阳。1990年获大连理工大学博士学位，国家杰出青年基金获得者，973项目首席科学家，塑料成型及模具优化设计专家，长期从事塑料成型加工、塑料模具优化设计与制造等领域的理论、技术和数值模拟方法的研究工作。2009年当选中国科学院院士。2003-2012年间曾任郑州大学校长，兼任郑州大学橡塑模具国家工程研究中心主任、材料成型及模具技术教育部重点实验室主任。兼任中国科协委员，中国力学学会常务理事、中国机械工程学会常务理事，《中国塑料》主编，《固体力学》、《应用数学与力学》、《化工学报》、《工程塑料应用》、《模具工业》、《塑料》等杂志编委。发起和组织了Society of Advanced Molding Technology（先进成型技术协会）。曾获国家科技进步二等奖两次、省部级科技一等奖4项，以及“中国载人航天工程突出贡献”等多项奖励，先后被授予“享受国务院政府特殊津贴的专家”、“国家级突出贡献的中青年专家”，首批入选国家“百千万人才工程”，并获得“中国青年科技奖”、霍英东青年教师奖、“全国优秀科技工作者”等荣誉称号。已发表论文二百余篇，出版学术专著4部。至今共指导近二十名博士生，近六十名硕士生。
        刘春太，男，1966生，中国致公党党员，博士，郑州大学教授，博士生导师。河南省学术与技术带头人，河南省杰出青年基金获得者。目前担任郑州大学橡塑模具国家工程研究中心常务副主任，材料成型及模具技术教育部重点实验室常务副主任、兼任中国塑料加工工业协会专家委员会委员、全国模具标准化技术委员会委员、全国塑料制品标准化技术委员会委员、《应用力学学报》、《模具工业》、《力学与实践》等杂志编委。长期从事塑料成型加工、塑料模具优化设计与制造等领域的理论、技术和数值模拟方法的研究工作。共发表学术论文100余篇，SCI论文70余篇，曾获国家科技进步二等奖两项、以及“中国载人航天工程突出贡献”等多项奖励。目前主要研究领域和方向为：聚合物成型过程数值模拟、聚合物成型过程的跨尺度建模和计算、聚合物成型工艺和模具设计优化、国家战略用聚合物制品的研制等。