随着能源装备、探测器件和显示技术的进步和发展，人们对光收集效率、探测灵敏度及视觉享受的追求越来越高，这对以玻璃、聚合物薄膜等透明材料为基底的拒液涂层的光学性能提出了更高的要求。
全疏拒液是指一种材料或表面具有全面的、广泛的拒液性能，即能够抵抗多种类型液体（包括水、油、有机溶剂等）的渗透和润湿。
中国科学院理化技术研究所贺军辉团队开发出一种耐磨、高透、拒液高综合功能表面。相关成果发表于国际学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）杂志。
▲高性能减反拒液涂层的设计理念、微观结构及多重功能
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困扰材料界的难题
目前已经开发出的拒液表面，因为三大问题制约着其实际应用场景。 一，大多数超疏水表面的研究都集中于复杂表面微纳结构的设计，不利于制备具有高透射率和低雾度的超疏水表面； 二，为了解决第一个问题，接枝柔性聚合物诞生了，但它只能优化表面的某一特性，难以兼具多功能； 三，目前的涂层难以保持长期稳定性和耐久性。
因此，开发一种能够同时解决上述问题且综合性能优异的表面极具挑战性。
02
三元协同的新策略
针对上述问题，贺军辉团队提出了一种三元协同的新策略，即通过中空氧化硅纳米颗粒 (HSNs) 、全氟聚醚 (PFPE) 聚合物刷以及共价粘合剂硅酸四乙酯 (TEOS) 之间的协同作用，实现了兼具高透光率、优异全疏性以及出色耐久性的类液氧化硅复合涂层的制备。
▲高性能减反拒液涂层论文发表于《先进材料》
简而言之，就是与此前仅专注纳米结构设计或分子设计的传统单一策略不同，这项研究提出将两者结合在一起，用以克服高透与拒液两种功能之间长期存在的矛盾要求。
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全疏拒液表面应用广泛
值得一提的是，得益于外层PFPE的润滑屏蔽，复合涂层能够承受包括25万次机械磨损、1000次的胶带剥离和极端pH溶液的浸泡等一系列严苛的测试。这也彻底解决了传统拒液表面在机械性能和性能稳定性方面的长期应用瓶颈。
此外，这种拒液复合表面还具有诸如防污、抗冰、耐腐蚀等多种极具吸引力且实用的功能，进一步拓宽了减反拒液表面的应用范围。
这项工作结合纳米结构设计和分子结构设计，提出了一种新的三元协同策略，并为电子设备、太阳能电池、汽车、高铁、飞机、船舶、住房建筑等多样化应用的多功能表面开辟了一条新的可行路径。
来源：中国科学院理化技术研究所
责任编辑：宋同舟