科學時報消息,日前,中國科學院化學研究所研究員江雷、楊振忠等研制的超疏水的納米結構碳膜,在全pH值范圍內,即強酸強堿的條件下獲得了超疏水疏油的特性。這一成果發表在9月15日出版的國際著名期刊德國《應用化學》上,該刊審稿人評價其“開創了超疏水納米界面材料的新領域”。
據了解,江雷曾領導研究小組分別在2001年、2002年、2003年初,連續在德國《應用化學》和美國的《先進材料》期刊發表論文,報道制備成功具有超疏水性表面的碳納米管及聚合物納米纖維(纖維表面具有不沾水不沾油的特性),引起了國內外的廣泛關注。
此次成果由化學所有機固體開放實驗室研究員江雷、高分子物理國家重點實驗室研究員楊振忠合作完成。他們以納米結構陣列聚丙烯腈纖維膜為原料,通過典型的聚丙烯腈基碳纖維的制備過程,利用熱解方法,包括預氧化及碳化過程,制備了一種在全pH值范圍內具有超疏水性的納米結構碳膜。該研究得到了國家自然科學基金委員會、科技部、中科院的大力支持。
研究人員介紹,在界面研究領域,“疏水”指水在固體表面的接觸角大于90°,“超疏水”指水在固體表面的接觸角大于150°。超疏水性表面研究發展至今,無論從制備方法、制備材料還是制備結構上都取得了重要進展,但它們的應用僅限于純水范圍,在其它液體環境下,如不同pH值的腐蝕液體中,就會受到極大限制?而江雷等此次研制出的納米結構碳膜,卻能在沒有任何低表面能物質修飾時,不僅與純水的接觸角大于150°,而且與腐蝕性液體酸及堿的接觸角也大于150°,即在全pH值范圍內都具有超疏水的性質。
論文作者認為,該碳膜具有類石墨結構,膜表面的納米結構及類石墨結構碳纖維本身具有耐酸堿腐蝕的特性,這是產生全pH范圍超疏水性的重要原因。由于這一特性,該碳膜在基因傳輸、無損失液體輸送、微流體等方面,具有了極為廣闊的應用前景。
據了解,江雷曾領導研究小組分別在2001年、2002年、2003年初,連續在德國《應用化學》和美國的《先進材料》期刊發表論文,報道制備成功具有超疏水性表面的碳納米管及聚合物納米纖維(纖維表面具有不沾水不沾油的特性),引起了國內外的廣泛關注。
此次成果由化學所有機固體開放實驗室研究員江雷、高分子物理國家重點實驗室研究員楊振忠合作完成。他們以納米結構陣列聚丙烯腈纖維膜為原料,通過典型的聚丙烯腈基碳纖維的制備過程,利用熱解方法,包括預氧化及碳化過程,制備了一種在全pH值范圍內具有超疏水性的納米結構碳膜。該研究得到了國家自然科學基金委員會、科技部、中科院的大力支持。
研究人員介紹,在界面研究領域,“疏水”指水在固體表面的接觸角大于90°,“超疏水”指水在固體表面的接觸角大于150°。超疏水性表面研究發展至今,無論從制備方法、制備材料還是制備結構上都取得了重要進展,但它們的應用僅限于純水范圍,在其它液體環境下,如不同pH值的腐蝕液體中,就會受到極大限制?而江雷等此次研制出的納米結構碳膜,卻能在沒有任何低表面能物質修飾時,不僅與純水的接觸角大于150°,而且與腐蝕性液體酸及堿的接觸角也大于150°,即在全pH值范圍內都具有超疏水的性質。
論文作者認為,該碳膜具有類石墨結構,膜表面的納米結構及類石墨結構碳纖維本身具有耐酸堿腐蝕的特性,這是產生全pH范圍超疏水性的重要原因。由于這一特性,該碳膜在基因傳輸、無損失液體輸送、微流體等方面,具有了極為廣闊的應用前景。