各向异性功能图案化表面在微流体、生物医学和光电子学等领域有着重要的应用。然而,表面图案化在很大程度上依赖于高端设备和昂贵的模具/掩膜和光刻胶。尽管聚合物的分解行为在材料科学中得到了广泛的研究,但其产生的化学和物理结构变化很少被用于润湿性操纵。
近日,四川大学王玉忠院士以NaOH溶液中HC表面的脱乙酰为基础,采用喷墨打印辅助表面刻蚀的方法,快速、简便地制备了HC表面本征可湿化图案。
文章要点
1)通过调节NaOH的浓度和腐蚀时间,可以精确控制薄膜的表面形貌和润湿性。在印刷技术的基础上,复杂的图案可以准确地刻画在表面上。由于具有选择性的润湿性,图案信息可以存储在纤维素膜上并进行加密,当暴露在外部刺激(如水)中时,可以读取加密密钥。此外,这种方法还可以用于制备功能材料,例如柔性电子产品。所制备的银电极具有较高的电导率(63.9×106 S cm−1)和抗弯曲变形能力。
2)这项工作提供了一种可扩展的表面可湿润图案化策略,但对材料基板提出了三个要求:i)基板表面可以进行化学反应/处理(包括化学降解、分解,甚至共轭);ii)基板表面可以用油墨书写,并能够很好地保持油墨图案;iii)原始区域和油墨印刷区域对蚀刻剂具有不同的润湿性,从而能够进行受限蚀刻处理。只要任何衬底满足要求,就可以使用该策略在其表面上进行图案化。此外,这项工作中的油墨是水溶性的,允许NaOH水溶液快速进入微孔。在未来,更多的油墨(例如油性油墨)有望被发现并用于(超级)疏水基材。
参考文献
Feng, R., Song, F., Zhang, YD. et al. A confined-etching strategy for intrinsic anisotropic surface wetting patterning. Nat Commun 13, 3078 (2022).
DOI:10.1038/s41467-022-30832-4
https://doi.org/10.1038/s41467-022-30832-4