本报北京6月17日电(记者薛冬通讯员郭歆、陈西艳)中科院化学所有机固体研究室日前成功研制了超双疏阵列碳纳米管膜。该所的江雷研究员认为,该成果进一步证明了我国科学家在该领域的理论设想:是纳米级结构决定了超疏水的效果,而不是人们原来认为的微米级结构在起作用。
据悉,该成果是化学所功能界面材料研究组继去年研究开发出超亲水亲油(指液滴与材料界面形成的接触角为0度,主要运用于防雾产品研制)、超疏水疏油(接触角大于150度,即不粘水不粘油)两项功能后纳米界面材料的又一次突破。世界著名化学刊物《德国应用化学》最近对该成果进行了详细报道。
该成果最直接的应用是在无损失超微量液体输送方面。液体在输送过程中,会发生部分损耗,而材料界面疏水疏油的性质决定了将有多少液体被损耗。这种性质在实际生活中主要用于医学及集成化工,在输送如DNA遗传药品等昂贵液体方面意义尤为重大。作为本身价格就很昂贵的碳管,也只有在昂贵液体输送方面的应用最有价值。因此,这一领域的专家格外重视该种材料的疏水疏油效果。
江雷研究员认为这次的研究成果不仅证明了纳米结构在疏水效果方面起到决定性的作用,而且在有目的的进行材料设计以提高疏水疏油效果上,更是起到了一个方法论的作用。“这证明了将界面纳米结构化的观念在超疏水疏油的材料制作上使用是正确的。”
与前一次研究成果相比,这次研制的碳纳米管膜在疏水疏油上的效果更好。江雷研究员介绍,“衡量疏水疏油效果的一个指标是接触角度,它是指液滴与材料界面形成的角度,越高的角度越好。150度是目前国际上超疏水性材料的重要指标。我们这次的研制成果使疏水接触角达到了173度,疏油接触角达到160多度。国际上公认的‘无损失的液体输送’是趋于180度的接触角,我们正在向这个方向努力。现在我们研究组正在单壁材料上做实验,如果研究成功,将达到1到2纳米级别,就可以实现接近180度的接触角,达到真正‘无损失液体输送’的目的。”