王玉忠院士/宋飞：一种无掩模限域刻蚀的表面润湿性差异图案化新策略

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近日，我院王玉忠院士和宋飞教授在Nature Communications上发表题为“A Confined-Etching Strategy for Intrinsic Anisotropic Surface Wetting Patterning”的研究论文(Nat. Commun. 2022, 13, 3078)。四川大学为论文唯一署名单位，化学学院环保型高分子材料国家地方联合工程实验室2019级博士研究生冯蕊为论文第一作者，王玉忠教授和宋飞教授为通讯作者。
        自然生物启发的图案化润湿差异表面近年来得到了长足发展。通过精确控制表面的局部可润湿性，可实现可控润湿、各向异性润湿、定向粘附等独特性能，在水汽凝结与收集、液体操控、热管理、细胞培养、打印技术、生物传感、光电制造等基础研究和工业制造领域具有广泛应用前景。然而，精确、复杂图案的制备往往需依赖光刻、等离子体刻蚀、飞秒激光等手段，涉及光刻胶、光掩模等昂贵耗材的使用，限制了此类表面的发展与应用。
        由我院王玉忠院士创建的环保型高分子材料国家地方联合工程实验室，长期从事生物基与生物降解高分子材料的基础与应用研究工作。该团队受可降解高分子材料分解过程因化学和物理结构改变导致材料表面润湿性变化所启发，提出了一种可控限域化学刻蚀策略，仅利用普通商用喷墨打印机即可实现精确、复杂图案化润湿差异表面的简单、快速制备（例如二维码图案）。通过三醋酸纤维素在NaOH水溶液中的脱乙酰降解反应，结合水滴模板法与喷墨打印技术，在三醋酸纤维素多孔表面成功实现差异化碱刻蚀，从而制备了具有本征润湿差异的图案化表面。表面图案区域与非图案区域具有明显润湿差异性，并且表面润湿性与微观形貌可通过控制脱乙酰化程度予以调控。制备的图案化表面在响应型信息存储与加密、柔性电子器件的制备等领域展现出良好的应用前景。

表面限域刻蚀策略示意图

喷墨打印预处理表面的快速图案化刻蚀与信息加密防伪应用展示

        该方法可克服掩膜依赖性，操作简单易行、无需昂贵设备与耗材，可设计图案种类丰富且精度较高。此外，这种策略还有望进一步拓展至各类可降解高分子材料，通过表面图案化赋予可降解高分子材料更多的先进功能。该工作由国家自然科学基金联合基金（重点项目，U21A2096）等项目经费支持，已授权发明专利ZL 202110570617.7。
       原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-30832-4


        文章来源：四川大学
       王玉忠,中国工程院院士，四川大学教授。1994年6月四川大学博士研究生毕业，获博士学位。长期以来， 一直在高校从事教学与科研工作。 1999 年受DAAD资助在德国 Max Planck Institute for Polymer Research 作访问教授， 2002 年受英国皇家学会资助在英国 The University of Nottingham 作访问教授。 1995 年在四川大学晋升教授，1997 年获得博士生导师资格, 2015年当选中国工程院院士。创建环保型高分子材料国家地方联合工程实验室、环境友好高分子材料教育部工程研究中心和降解与阻燃高分子材料省高校重点实验室及相应的四川省国际合作基地，并任主任。中国兵工学会阻燃专业委员会荣誉主任委员、中国塑协降解塑料专委会副会长、全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会副主任委员、国家科技奖励评审专家、公安部科技奖励评审专家、教育部科技委学部委员等，担任Polymer Degradation and Stability、Journal of Applied Polymer Science等12个中英文期刊编委、CCL副主编。荣获"全国优秀科技工作者"称号，入选 " 新世纪百千万人才工程 " 国家级人选、国家杰出青年科学基金获得者、教育部 " 长江学者奖励计划 " 特聘教授、教育部创新团队带头人、入选"教育部跨世纪优秀人才"计划，四川省学术与技术带头人。获得何梁何利科技进步奖、四川省最高科技奖“科技杰出贡献奖”、中国工程院光华工程科技奖青年奖(第五届)、四川省杰出青年科技创新奖、四川省优秀研究生指导教师称号、宝钢教育奖优秀教师奖、四川大学首届"最受学生欢迎教师奖"、四川大学2015年度(首届)产学研合作年度杰出贡献奖一等奖。
         宋飞，博士、教授、博士生导师，高分子材料工程国家重点实验室、环保型高分子材料国家地方联合工程实验室固定研究人员。从事环境友好生物基与生物降解高分子材料研究，发表SCI论文76篇，主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、教育部博士点、四川省杰出青年基金等课题10余项。先后入选教育部重要人才计划青年项目、四川省天府万人计划人才、四川省杰出青年基金获得者，入选国际先进材料学会会士（IAAM Fellow, Sweden）、国际科学组织Vebleo协会会士（Fellow）及委员会成员（Committee Member），获四川省科技进步一等奖、广东省科学技术二等奖、四川大学青年科技人才、好未来优秀学者、青年科技学术带头人、唐立新优秀学者等荣誉。