电子科大邓旭教授团队Chemical Society Reviews综述：超疏水表面的机理及策略

近日，电子科技大学基础与前沿研究院邓旭教授团队在国际期刊《Chemical Society Reviews》（IF=42.8）发表题为“Robust superhydrophobicity: mechanisms and strategies”的长篇综述论文。青年教师张文峦博士为第一作者，基础与前沿研究院邓旭教授为论文通讯作者，电子科技大学基础与前沿研究院为论文通讯单位。

超疏水表面具有良好的疏水自清洁性能，因此拥有广泛的应用前景。超疏水表面的基本特征是使其能够在液滴下保留大量空气的微纳米尺度粗糙结构。然而，精细的表面结构伴随着脆弱的机械性能，这严重阻碍了超疏水表面的实际应用。为了满足工业产品严苛的标准和要求，稳定的超疏水性能是人们长久以来追求的目标。

图1给出了制备稳定超疏水表面的策略以及方法的总体框架。这篇综述首先对超疏水的热力学稳定性进行了详尽的探讨，介绍了用来进行相关研究的理论模型和实验方法，重点讨论了从Cassie-Baxter状态到Wenzel状态的润湿转变机制，基于自由能和浸润临界压力方法来分别解释超疏水的失效机制，为稳定耐久的超疏水表面结构设计提供理论指导。然后，将常见的构建稳定超疏水表面的策略分为被动抵抗型和主动再生型并加以详细介绍和讨论。文章作者认为，通过多种策略的结合，可以获得稳定的超疏水表面，并以“穿铠甲的超疏水表面”为例加以阐释。最后，介绍了自下而上与自上而下的各种制备方法，包括各种湿法化学、层层组装法、溶胶-凝胶法、模板法、蚀刻法、光刻法等。为了得到稳定的超疏水表面，通常需要综合利用多种制造方法。

这一综述可作为研究人员设计和构建稳定耐久超疏水表面的出发点，极大地促进超疏水表面走入我们的日常生活。此外，由于超疏水的交叉学科性质，本文将引起物理、化学、化学工程、环境工程、材料科学和生物学等领域研究人员的广泛关注。

图1 稳定超疏水表面的形成机理、制备策略及方法总括（图片来源及版权：Chemical Society Reviews及论文作者）。

论文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/CS/D0CS00751J

课题组主页：

https://www.x-mol.com/groups/dengxu

作者介绍：

邓旭教授，德国马普高分子研究所博士，美国加州大学伯克利分校/美国劳伦斯伯克利国家实验室博士后研究员，现任电子科技大学基础与前沿研究院教授，博导。国家青年特聘专家支持，获四川省千人计划教授、四川省学科技术带头人、四川省杰青。主要从事材料表面、物理化学、仿生材料等相关研究。担任德国马普中德界面材料联合实验室负责人，中国化学会仿生材料化学委员会委员。承担国际合作专项、国家自然科学基金项目多项，获得欧洲国家发明专利3项，美国发明专利2项，中国发明专利15项。研究成果以第一作者或通信作者在Nature, Science, Nature Materials, National Science Review, Physical Review Letters，Advanced Materials, Angewandte Chemie等著名杂志发表文章50余篇。研究工作被引用3800余次，其中单篇引用超过1400次。科研成果被Nature, Nature Nanotechnology，Nature Physics，MIT Technology Review 等国际著名杂志多次作为专题报道。获得中国十大科技新锐人物（2019），中国化学会青委会菁青化学新锐奖（2019）,四川省青年科技奖（2020），军委科技委“创新杯”国防科技创新大赛新概念组一等奖(2020)。

张文峦博士，本科就读于中国科学技术大学，2016年获得美国特拉华大学材料科学与工程博士学位。目前主要研究内容为仿生材料界面构筑、界面效应在可持续能源领域的新型应用。已在ACS Applied Materials & Interfaces, Science Bulletin, National Science Review等期刊上以第一作者身份发表SCI学术论文十余篇。

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