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　　超疏水涂層在自清潔、抗腐蝕、抗粘附和減阻等方面具有重要的潛在應(yīng)用。常用的人工制備的超疏水涂層往往由于太陽(yáng)的光漂白或機(jī)械刮擦，而容易失去超疏水性能，這制約其實(shí)際應(yīng)用。如何賦予超疏水涂層自修復(fù)的功能，是解決上述問(wèn)題的一條重要途徑。孫俊奇等將磺化聚醚醚酮-聚烯丙基氯化銨(PAH)復(fù)合物與聚丙烯酸(PAA) 層層組裝，基于復(fù)合物的大尺度效應(yīng)，快速制備了具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)且具有通透微孔的微米厚度的聚合物涂層。將涂層熱交聯(lián)，再化學(xué)氣相沉積全氟辛基三甲氧基硅烷（POTS），制備了具有自修復(fù)功能的超疏水涂層。該超疏水涂層自修復(fù)的功能源于微孔結(jié)構(gòu)的涂層能儲(chǔ)存大量可作為修復(fù)劑的疏水的POTS，在超疏水功能受損時(shí)釋放出POTS到涂層的表面，實(shí)現(xiàn)超疏水功能的修復(fù)（見(jiàn)圖1）。超疏水涂層的自修復(fù)在濕潤(rùn)的環(huán)境下自發(fā)進(jìn)行，如在40%的相對(duì)濕度下超疏水功能的修復(fù)僅需4小時(shí)，且經(jīng)歷多次損傷和修復(fù)后，超疏水涂層仍能保持原來(lái)的超疏水性能。除自修復(fù)功能外，該超疏水涂層還具有良好的耐磨性能。這一工作為制備耐損傷、長(zhǎng)壽命的超疏水涂層提供了新的思路。該研究成果發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6129-6133，并被選為熱點(diǎn)文章。2010年在德國(guó)紐倫堡召開(kāi)的第三屆歐洲化學(xué)與分子科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)議（Congress of the European Association for Chemical and Molecular Sciences）的官方網(wǎng)站對(duì)這一工作給予了專門(mén)介紹（http://euchems2010.wordpress.com/2010/07/20/536）。

　　盡管人們已經(jīng)制備出了能夠感知各種外界刺激的促動(dòng)器，但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)刺激的快速響應(yīng)，并將外界刺激產(chǎn)生的物理或化學(xué)能量高效地轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的促動(dòng)器的制備卻面臨極大的挑戰(zhàn)。孫俊奇等以PAA/PAH層層組裝膜為響應(yīng)層，在快速構(gòu)筑PAA/PAH膜表面旋涂光交聯(lián)聚合物層(NOA 63)，再將它們從基底上剝離，制備了雙層結(jié)構(gòu)聚合物自支持膜。高度吸水的PAA/PAH層和不吸水的NOA 63層對(duì)環(huán)境濕度響應(yīng)的差異使得雙層結(jié)構(gòu)的自支持膜在環(huán)境濕度變化下發(fā)生快速可逆的彎曲響應(yīng)，獲得了濕度響應(yīng)的促動(dòng)器。在促動(dòng)器的兩端連接兩只聚合物基片作為“腳”，制備了濕度驅(qū)動(dòng)的行走機(jī)器。當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度在11%和40%間周期變化時(shí)，行走機(jī)器能負(fù)載促動(dòng)器本身重量120倍的重物在棘齒結(jié)構(gòu)的基底上快速行走（見(jiàn)圖2）。力學(xué)分析表明，制備高負(fù)載、快速響應(yīng)的行走機(jī)器除了與促動(dòng)器的雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)外，還要求熱交聯(lián)的PAA/PAH聚電解質(zhì)層同時(shí)具有高楊氏模量、大的線性濕度膨脹系數(shù)以及快速吸收/釋放水的能力。層層組裝由于可以對(duì)膜結(jié)構(gòu)精細(xì)調(diào)控而能夠制備滿足上述要求的聚電解質(zhì)膜，而將膜從基底上剝離下來(lái)，是制備具有彎曲響應(yīng)促動(dòng)器的關(guān)鍵。相關(guān)研究成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50，6254-6257。論文在線上網(wǎng)后，Chemistry World雜志于2011年5月以“Polymer caterpillar crawls in humid weather”為題進(jìn)行了報(bào)道。同時(shí)，Nature China于2011年6月以“Polymers: tiny crawlers”為題進(jìn)行了評(píng)述。（基金委 化學(xué)科學(xué)部 董建華）

圖1 自修復(fù)超疏水涂層工作原理及修復(fù)過(guò)程

圖2 濕度驅(qū)動(dòng)的行走機(jī)器及行走過(guò)程