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具有双重响应光控可逆润湿性智能聚合物表面

可调控润湿性；液滴控制；超疏水；微胶囊；形状记忆聚合物

可切换润湿性表面由于其在液滴操纵、摩擦控制等方面的特殊应用，受到广泛关注。然而，目前大多数润湿性表面无法同时调控表面化学性质和微观结构，并且调控方法（例如直接接触加热）耗时危险，极大地限制了其应用。首次结合形状记忆聚合物（SMP）、蜡烛灰（CS）和微胶囊，制备了近红外光（NIR）可调表面微结构和化学性质的智能聚合物表面，该表面可以实现超亲水、亲水、疏水及超疏水之间的精准可逆操控。其NIR响应智能可控性归因于CS的高光致热转化率、SMP的可调微结构以及微胶囊选择性释放低表面能物质（PTES）的协同作用。初始表面为超疏水状态，在温度大于SMP玻璃化转变温度（T_{g (SMP)}）下对表面施压，表面微结构被破坏，表面疏水；用等离子枪处理表面，表面覆盖亲水基团，由疏水变为亲水；NIR照射表面～120 s，表面温度（T）高于T_{g (SMP)}，微结构恢复，粗糙度增加，由亲水变为超亲水；NIR照射表面~240 s，T高于微胶囊融解温度，微胶囊释放PTES，表面由超亲水变为超疏水。智能表面具有优异可控性，可实现九次超亲水到超疏水可逆循环，并且无需加热设备直接接触，极大地提高了润湿性表面的实用性。不仅为设计新型可控润湿性表面提供了新思路，而且为智能表面的应用开拓了新领域。