Page 22 - 《精细化工》2020年第12期

·2384· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

具有十分重要的理论意义和实用价值。然而，目前
自修复超疏水材料在实际应用中还面临着一些难题
需要克服，主要表现在以下 3 个方面：（1）自修复超
疏水材料的制备过程相对较为复杂，所用到的某些
功能性原材料的价格较为昂贵，不利于其大范围的
推广和应用；（2）大多数自修复超疏水材料很难在

图 12 监测人体运动并且可与手机通过蓝牙连接的传感 室温下实现快速修复，而需要加热、光照、微波等
器 [61] 辅助手段加速其修复过程，因此，难以满足对工作
Fig. 12 Bluetooth physiological motion monitoring device 稳定性要求较高的可穿戴电子、人工智能等应用领
with the sensor and cellphone [61]
域；（3）通常在提高自修复超疏水材料力学性能的

LI 等 [62] 通过在棉织物上依次沉积铜、氟癸基多 同时，会导致自修复效率下降，如何构建兼具优良
面体低聚倍半氧硅氧烷（F-POSS）和 POTS 的混合 力学性能和自修复能力的超疏水材料仍旧是一个巨
物，制得可导电的自修复超疏水棉织物，表面电阻 大的挑战。在后续的自修复超疏水材料研究中，科
为 0.33 Ω/sq。当织物受到 O 2 等离子体刻蚀而失去超 研工作者应当着力解决上述存在的问题，特别要将
疏水性后，在 1.0 V 直流电源下通电 5 min，温度升 研究重点集中在通过选用价格便宜且来源充足的原
高到 142 ℃，疏水物质 F-POSS 和 POTS 向外迁移， 材料、步骤简单的方法来制备出自修复效果好的超
从而修复其超疏水性。利用导电生热作用和自修复 疏水材料，从而推动此类材料的发展和应用。此外，
性，该棉织物可用作电加热器。但在加热温度过高 为了获得良好的自修复效果，还可以考虑将不同的
和使用时间过长的情况下，不仅会使棉织物的使用 修复机制引入到同一体系中，制备能够在高温、低
性能出现下降，而且会有潜在的火灾风险。此外， 温、酸、碱等不同环境下工作的自修复超疏水材料。
织物表面沉积铜的附着性也有待提高。 还应该加大力度开发功能化自修复超疏水材料，以
3.4 其他功能化自修复超疏水材料 进一步扩大其应用范围。可以预见，随着科学技术
除了上述的功能化自修复超疏水材料以外，还 的不断发展，自修复超疏水材料必将在电子电器、
有可抑菌和可热致变色的自修复超疏水材料。 航空航天、通讯、医疗卫生、国防军事、人工智能、
WU 等 [63] 运用浸渍法依次在棉织物上沉积了 海水淡化、智能防伪等众多领域中发挥越来越关键
BPEI、AgNPs 和 F-POSS，得到颜色可控的抑菌自 的作用。
修复超疏水棉织物。该织物能够在细菌培养皿中缓
参考文献：
慢释放银离子，从而有效地抑制大肠杆菌和枯草杆
[1] DING X F, ZHOU S X, GU G X, et al. A facile and large-area
菌的生长。本课题组 SU 等 [64] 设计并制备了一种自 fabrication method of superhydrophobic self-cleaning fluorinated
修复超疏水热致变色薄膜（STF）。该薄膜包含 3 层 polysiloxane/TiO 2 nanocomposite coatings with long-term durability[J].
结构：具有两个变色临界温度（T a ）的热致变色胶 Journal of Materials Chemistry, 2011, 21(17): 6161-6164.
[2] YU C M, SASIC S, LIU K, et al. Nature-inspired self-cleaning
囊顶层、柔性的还原氧化石墨烯（rGO）导热中间 surfaces: Mechanisms, modelling, and manufacturing[J]. Chemical
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[3] PENG C Y, XING S L, YUAN Z Q, et al. Preparation and anti-icing
由于 PVDF-HFP 分子结构上的极性—CF 3 基团之间 of superhydrophobic PVDF coating on a wind turbine blade[J].
具有很强的偶极-偶极相互作用，因此，当薄膜被切 Applied Surface Science, 2012, 259: 764-768.
[4] LAI Y K, TANG Y X, GONG J J, et al. Transparent superhydrophobic/
成两半并使断面接触后，在 60 ℃下放置 3 h 即可实
superhydrophilic TiO 2-based coatings for self-cleaning and anti-
现本体修复。利用热致变色性能，该薄膜可用于触 fogging[J]. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(15): 7420-7426.
觉成像和书写记录，还可以通过设计和叠加不同的 [5] CAI Y W, LI S, CHENG Z L, et al. Facile fabrication of super-
hydrophobic FAS modified electroless Ni-P coating meshes for rapid
热致变色胶囊涂层来实现 3 种颜色之间的可逆变 water-oil separation[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical &
化，可用于防伪标签领域。 Engineering Aspects, 2018, 540: 224-232.
[6] RIUS-AYRA O, CASTELLOTE-ALVAREZ R, ESCOBAR A M, et
4 结语与展望 al. Robust and superhydrophobic coating highly resistant to wear and
efficient in water/oil separation[J]. Surface & Coatings Technology,
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与普通的超疏水材料相比，自修复超疏水材料 [7] ZHANG M, WANG C Y, WANG S L, et al. Fabrication of coral-like
兼具超疏水性和自修复性，不仅能够使其使用寿命 superhydrophobic coating on filter paper for water-oil separation[J].
Applied Surface Science, 2012, 261: 764-769.
得到显著延长并更好地发挥超疏水作用，也可以明 [8] CHENG M J, ZHANG S S, DONG H Y, et al. Improving the
显降低运行成本。因此，自修复超疏水材料的研究 durability of a drag-reducing nanocoating by enhancing its mechanical