分會(huì)

第三十五分會(huì)：膠體與界面化學(xué)

摘要

研究液體的動(dòng)態(tài)鋪展過(guò)程對(duì)于加深超浸潤(rùn)現(xiàn)象本質(zhì)的理解以及實(shí)際的相關(guān)應(yīng)用都至關(guān)重要。然而，由于對(duì)超快鋪展過(guò)程動(dòng)態(tài)機(jī)理理解的缺乏，目前如何設(shè)計(jì)能夠控制甚至加速液體鋪展過(guò)程的表面結(jié)構(gòu)仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在此，我們發(fā)現(xiàn)了動(dòng)物角膜表面具有非常顯著的超快鋪展性質(zhì)（超鋪展時(shí)間為830 ms），這種特殊的性質(zhì)是由角膜表面獨(dú)特的微米槽道環(huán)繞納米線(xiàn)陣列結(jié)構(gòu)賦予的。我們研究并仿生制備了類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)證明和闡述了納米線(xiàn)陣列和微米槽道這兩種尺度的結(jié)構(gòu)各自在超快鋪展過(guò)程中所起的作用：即超鋪展是由納米線(xiàn)陣列間的三維納米毛細(xì)力引起的，而超鋪展的動(dòng)態(tài)速度則由微米槽道主導(dǎo)。這一結(jié)論區(qū)分了微納協(xié)同作用中微米和納米結(jié)構(gòu)在超快鋪展表面各自所發(fā)揮的作用并為其他超快鋪展表面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)原則。進(jìn)一步，受角膜的超快鋪展策略和超快鋪展機(jī)理啟發(fā)，我們不僅人工制備了一個(gè)超鋪展時(shí)間僅為450 ms的超快鋪展表面，其鋪展速度分別是傳統(tǒng)超親水表面和動(dòng)物的角膜的26和1.8倍；并且我們證明了該超快鋪展表面可以極大提升隱形眼鏡的生物相容性，說(shuō)明其在先進(jìn)眼科材料表面領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵詞

角膜;超快鋪展;微米槽道;納米線(xiàn);隱形眼鏡

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