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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務。

智能切換：溶劑調(diào)控界面基團實現(xiàn)二氧化硅氣凝膠表面性質(zhì)的按需定制

在能源、環(huán)境和生物醫(yī)學等領域，能夠根據(jù)需求在超疏水和超親水狀態(tài)之間智能切換的材料被視為“圣杯”。然而，現(xiàn)有策略多依賴于外部刺激（如光、熱、pH）觸發(fā)，其響應速度慢、可控性差且能耗高，限制了實際應用。近日，中國科學院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張學同研究員團隊在Nature Communications上發(fā)表了一項突破性研究，他們通過巧妙的分子設計，制備出一種界面基團可由溶劑直接、可逆調(diào)節(jié)的二氧化硅氣凝膠，實現(xiàn)了對其表面浸潤性的高效、按需智能控制。這項研究為智能多孔材料的開發(fā)提供了全新的范式。

一、 傳統(tǒng)挑戰(zhàn)：從“靜態(tài)”到“動態(tài)”的瓶頸

傳統(tǒng)氣凝膠的表面性質(zhì)是“靜態(tài)”的，一旦合成便難以改變。雖有一些“動態(tài)”響應氣凝膠的報道，但它們普遍存在：

• 響應滯后：依賴分子鏈段的緩慢運動或官能團的緩慢轉(zhuǎn)化。

• 條件苛刻：需要強光照射、高溫或強酸強堿環(huán)境，能耗高且可能損傷材料本身。

• 可逆性差：多次循環(huán)后性能顯著衰減。

• 制備復雜：通常需要多步修飾或復雜的合成工藝。

開發(fā)一種快速、低能耗、高效可逆且制備簡單的智能切換系統(tǒng)，成為了該領域的關鍵挑戰(zhàn)。

二、 **機理：溶劑“開關”與分子構(gòu)象翻轉(zhuǎn)

張學同團隊的核心**在于，他們將一種具有溶劑響應性的特殊基團（如長鏈烷基和羥基的復合結(jié)構(gòu)）通過共價鍵接枝到二氧化氣凝膠的骨架上。這種基團的獨特之處在于其分子構(gòu)象能夠根據(jù)所處溶劑環(huán)境的不同而發(fā)生可逆翻轉(zhuǎn)，從而暴露出不同的末端基團，宏觀上表現(xiàn)出截然不同的浸潤性。其智能響應機理如下圖所示：

• 快速直接：切換過程僅需簡單的溶劑浸泡或沖洗，數(shù)秒內(nèi)即可完成，響應極其迅速。

• 高效可逆：通過在極性溶劑和非極性溶劑中的交替處理，該轉(zhuǎn)換過程可重復數(shù)百次以上而性能不衰減，展現(xiàn)了**的耐久性和可逆性。

• 溫和節(jié)能：整個過程在室溫下即可完成，無需額外能量輸入，節(jié)能且**。

• 性能**：兩種狀態(tài)下的性能都非常極端：超疏水狀態(tài)下的水接觸角大于150°，而超親水狀態(tài)下的水滴則能在0.2秒內(nèi)被完全吸附。

三、 性能展示：從智能油水分離到可控催化

研究團隊展示了這種智能氣凝膠在不同場景下的應用潛力：

1. 智能油水分離：

• 當處于超親水-水下超疏油狀態(tài)時，它可作為高效水包油乳液分離膜，允許水通過而截留油滴。

• 通過簡單的溶劑處理將其轉(zhuǎn)換為超疏水-超親油狀態(tài)后，它又能轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>高效油包水乳液分離膜，允許油通過而截留水滴。同一材料實現(xiàn)了兩種分離模式的智能切換。

2. 可控催化反應器：

• 利用其可調(diào)的浸潤性，可以主動控制反應介質(zhì)（水相或油相）在孔道內(nèi)的進入與滯留，從而為多相催化反應提供“按需供給”的反應微環(huán)境，提高反應效率。

3. 智能吸附與釋放：

• 可用于選擇性吸附水中有機污染物，并通過溶劑刺激實現(xiàn)吸附質(zhì)的可控釋放與材料的循環(huán)再生。

四、 結(jié)論與展望

蘇州納米所張學同團隊這項工作，超越了傳統(tǒng)依賴外部能量刺激的智能材料設計思路，通過賦予界面基團溶劑響應的智能特性，實現(xiàn)了對材料表面浸潤性的直接、快速、可逆按需調(diào)控。

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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務。

  卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業(yè)。
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