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  材料的親-疏水特性分別由不同的微觀特征所決定。比如壁虎身上無(wú)數(shù)的細(xì)小毛發(fā)可以有效地防止水分浸濕；而設(shè)計(jì)用于空氣集水的經(jīng)過(guò)特殊處理的棉花則包含數(shù)百萬(wàn)計(jì)的小孔，以便于吸收水分。瑞士蘇黎世大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研制出一種新型材料，只需通過(guò)加電就能夠?qū)崿F(xiàn)材料親-疏水兩種狀態(tài)下的自由轉(zhuǎn)換。該研究發(fā)表在近期的《自然》期刊上。

  這種新材料由銠基體上構(gòu)造出蜂巢狀的氮化硼（又稱“白色石墨烯”）納米網(wǎng)構(gòu)成，單層納米網(wǎng)厚度0.1納米，網(wǎng)間距3.2納米。通過(guò)改變單層碳化硼的原子角度，能夠在加電/不加電的情況下，實(shí)現(xiàn)從親水到疏水的轉(zhuǎn)變。具體而言，該材料可通過(guò)改變納米結(jié)構(gòu)，改變?cè)颖砻娴撵o態(tài)阻力（一種狀態(tài)是高粘滯的親水態(tài)、另一種狀態(tài)則是低粘滯的疏水態(tài)），進(jìn)而改變其親/疏水狀態(tài)。

  當(dāng)對(duì)該材料施加電壓時(shí)，氮化硼納米網(wǎng)就會(huì)平整地鋪展開(kāi)，極大地改變水滴與材料接觸角，表面張力不再能夠維持液滴的重力，水分子就會(huì)透過(guò)納米網(wǎng)。這是由于向材料施加電流時(shí)，會(huì)使氫原子聚集在碳化硼和銠元素層之間，讓納米網(wǎng)面結(jié)構(gòu)趨于平緩。

  蘇黎世大學(xué)教授烏爾思·格雷貝爾表示：理解和控制宏觀/納米尺度的相互作用，是納米科學(xué)領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。通過(guò)響應(yīng)電信號(hào)的可調(diào)控，以及可觀察接觸角的納米網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型，使我們能夠更精準(zhǔn)地理解液體表面摩擦力的基本現(xiàn)象。這或有助于我們更有效地解決“潤(rùn)滑”作用中的突發(fā)問(wèn)題。

  這種電控行為已經(jīng)在生物學(xué)上得到應(yīng)用，可用于細(xì)胞微觀層面的控制和處理，在創(chuàng)造新型復(fù)雜的人造多細(xì)胞排列等相關(guān)科學(xué)研究方面有較大的推動(dòng)作用。此外，該研究也為構(gòu)造微毛細(xì)血管泵提供了技術(shù)基礎(chǔ)，可通過(guò)電信號(hào)對(duì)納米級(jí)管道中的壓力和流量進(jìn)行控制。

蜂巢狀氮化硼納米網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖：綠色球?yàn)榈�、橙色球�(yàn)榕鹪樱疑驗(yàn)殂櫾樱{米網(wǎng)層間距3.2納米）

材料表面七個(gè)動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)試結(jié)果疊加圖（垂直的毛細(xì)管直徑為0.85毫米）