液體在多孔薄膜材料中的單向傳輸及其功能性應用

以多孔薄膜材料自身的性質來實現液體沿其厚度方向上的單向傳輸，也稱為 「單嚮導液多孔薄膜」，是一個迅速發展的研究領域，有很好的應用前景。近日，澳大利亞迪肯大學（Deakin University）林童教授課題組應邀在Small上發表題目為「Directional Fluid Transport in Thin Porous Materials and its functional applications」的綜述文章，總結了單嚮導液多孔薄膜材料的研究成果。

這篇綜述首先簡述了單嚮導液多孔薄膜材料的結構特點和製備方法。根據表面潤濕特性，可將單嚮導液多孔薄膜材料分為兩類：梯度潤濕型性（Gradient wettability）和雙面差異潤濕型（Janus wettability）。其中，梯度潤濕型薄膜材料具有沿厚度方向的潤濕梯度，它們多由單面紫外光照超疏水多孔薄膜材料（如布料）的方法來製備。當薄膜的兩個表面存在由超疏水致超親水的梯度時，水滴可以由疏水表面自動傳輸到親水表面，但無法將水滴從親水表面傳輸到疏水表面。而雙面差異潤濕型薄膜材料含有相反潤濕層，兩層之間存在明顯的界面，它們可以由靜電噴塗等方法來製備。另外，還可以利用薄薄的水層來代替雙面薄膜材料中的親水層，使水滴透過超疏水材料層與水層合併。

文章進而介紹了單嚮導液多孔薄膜材料的一些特性，例如，將薄膜材料垂直插入水中，其兩側呈現出截然不同的潤濕形態、各向異性的透液壓力（Breakthrough pressure）、和對不同表面張力液體的選擇性透過等等。文章還對單嚮導液多孔薄膜所涉及的液體傳輸機理，以及該性質在霧水收集、油水分離、液體表面張力的標定和吸濕透濕織物等領域的應用進行了歸納。

最後，本文作者對該領域的主要工作做了簡要的總結和分析，並就該領域所面臨的挑戰和未來發展提出了展望。詳細內容見Small近期出版的文章（DOI: 10.1002/smll.201601070）。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！