結(jié)合固液氣三相接觸線(xiàn)調(diào)控和電化學(xué)聚合的普適方法

據(jù)悉， 中國(guó)科學(xué)院理化所仿生智能界面科學(xué)實(shí)驗(yàn)室王樹(shù)濤研究員團(tuán)隊(duì)提出了結(jié)合固液氣三相接觸線(xiàn)調(diào)控和電化學(xué)聚合的普適方法來(lái)制備可控微米吸盤(pán)結(jié)構(gòu)的圖案化導(dǎo)電聚合物。該特性可以用于液滴的可控轉(zhuǎn)移。該研究成果發(fā)表在國(guó)際著名雜志Advanced Functional Materials上！

圖1.結(jié)合氣液固三相線(xiàn)調(diào)節(jié)和電化學(xué)聚合，在超疏水硅片陣列上沉積具有可控生長(zhǎng)方向的聚吡咯吸盤(pán)。

導(dǎo)電聚合物的形貌在提升信號(hào)檢測(cè)、微型驅(qū)動(dòng)器制備和液滴操縱等方面性能具有非常重要影響。然而，傳統(tǒng)大多數(shù)方法存在不能精確調(diào)控生長(zhǎng)位置、形貌以及犧牲模板等缺陷，不能到達(dá)實(shí)際應(yīng)用的需求。中科院理化所的王樹(shù)濤研究員課題組提出了一種通過(guò)調(diào)控固液氣三相接觸線(xiàn)和電化學(xué)聚合的普適方法來(lái)制備可控微米吸盤(pán)結(jié)構(gòu)的圖案化導(dǎo)電聚合物。

通過(guò)調(diào)控鉑片和微柱陣列模板之間的距離，微柱頂部聚吡咯吸盤(pán)的生長(zhǎng)方向從朝上(+26 ± 5°) 變到朝下(-32 ± 7°)，并且聚吡咯吸盤(pán)距離微柱頂部的距離也可以隨著固液氣三相接觸線(xiàn)的調(diào)節(jié)發(fā)生改變。系統(tǒng)地研究了影響聚吡咯吸盤(pán)生長(zhǎng)的因素，比如電聚合電流的大小、電聚合時(shí)間、導(dǎo)電聚合物的種類(lèi)、微柱的形狀和大小等。受自然界生物通過(guò)毛細(xì)液橋作用的濕態(tài)粘附現(xiàn)象的啟發(fā)，制備得到的聚吡咯吸盤(pán)可以和液滴形成毛細(xì)液橋，并且通過(guò)調(diào)節(jié)聚吡咯吸盤(pán)的大小來(lái)改變對(duì)液滴的粘附力，這一特性可以用于液滴的有效快速轉(zhuǎn)移。

圖2.聚吡咯吸盤(pán)能夠像機(jī)械吸盤(pán)手一樣用于轉(zhuǎn)移水滴。通過(guò)調(diào)節(jié)聚合時(shí)間，得到不同大小的聚吡咯吸盤(pán)，每個(gè)聚吡咯吸盤(pán)和水滴之間會(huì)形成毛細(xì)液橋，進(jìn)而可以調(diào)控對(duì)水滴的粘附力，實(shí)現(xiàn)液滴的有效轉(zhuǎn)移。