表面無處不在，其為生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)的質(zhì)量與能量交換提供了獨(dú)特的界面。過去十多年，作為兩種典型的界面材料——潤(rùn)滑表面與超疏表面，在自清潔、液滴冷凝、防冰與防污等領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。與超疏表面不同的是，潤(rùn)滑表面通過潤(rùn)滑層的設(shè)計(jì)以取代超疏表面的微氣孔，便引入如自愈合、防冰、防揮發(fā)等新功能。然而，潤(rùn)滑層的引入也同樣帶來新的問題：一方面，潤(rùn)滑層的存在會(huì)導(dǎo)致固體表面的結(jié)構(gòu)梯度或電荷梯度被屏蔽，使得通過表面梯度操控液體面臨挑戰(zhàn)；另一方面，潤(rùn)滑層的存在也使得通過外場(chǎng)主動(dòng)操控液體變得困難。這些問題極大制約了潤(rùn)滑表面的液滴操控及其實(shí)際應(yīng)用。
7月9日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院杜學(xué)敏研究員團(tuán)隊(duì)與香港城市大學(xué)王鉆開教授團(tuán)隊(duì)合作，構(gòu)建了一種基于智能高分子材料的新型潤(rùn)滑表面——LICS（light-induced charged slippery surface），通過智能高分子材料的光熱誘導(dǎo)表面電荷高效、持續(xù)、穩(wěn)定再生能力，能有效消除潤(rùn)滑層對(duì)表面電荷的屏蔽效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)液滴高速、長(zhǎng)距離、反重力、簡(jiǎn)單液體到復(fù)雜液體、單個(gè)到多個(gè)液滴、微觀到宏觀尺度液滴、平面到曲面基底、開放到封閉體系的精準(zhǔn)操控，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)封閉體系下凝血檢測(cè)、原位細(xì)胞刺激與細(xì)胞響應(yīng)監(jiān)測(cè)等生物應(yīng)用。
與傳統(tǒng)潤(rùn)滑表面不同的是，LICS由三種核心元素組成：具有優(yōu)異光熱效應(yīng)的液態(tài)金屬顆粒（LMPs），和具有獨(dú)特鐵電效應(yīng)的聚偏氟乙烯-三氟乙烯（P(VDF-TrFE)）聚合物——兩者協(xié)同能將光熱轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻骐姾桑坝糜阪i住潤(rùn)滑層的噴涂有疏水二氧化硅納米顆粒的微錐陣列結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，不同種類液體如水、乙二醇、聚苯乙烯乳液、血液等在其表面均有較小的接觸角滯后（< 2°）；在移動(dòng)的近紅外光照射下（808 nm），LICS實(shí)現(xiàn)液滴高速（平均速度：18.5 mm/s）、長(zhǎng)距離、反重力運(yùn)動(dòng)。
圖1. LICS設(shè)計(jì)。
圖2. LICS電荷再生。
圖3. LICS在開放體系下的液滴操控。
圖4. LICS在封閉體系下的生物應(yīng)用。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp9369
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