水有一种与新智能表面的爱情关系

能够提供快速的和可逆的表面润湿性能，从超疏水到超亲水的智能表面，已开发的研究人员在英属哥伦比亚大学（UBC）的大学 - 它使用这么小的电压就可以通过传统的电池供电。

一种独特的表面，能够击退和吸收液体，并且其能力这样做 - 它的润湿行为 - 可以迅速，精确地控制多年。这种技术将具有许多应用范围从水过滤和芯片系统到生物医学装置和液体光学透镜。

现在已经由UBC的研究人员创建了这种智能表面;它是便宜的，可伸缩，并由传统电池供电。基于铜的表面从非常防水（超疏水）变化，以作为电势的非常吸水性（超硫酸）。

当施加到表面的微小电压时，最初滚动粘附到其上的水滴越来越紧密。通过改变电压的幅度以及所施加多长时间，我们可以轻松控制每个液滴与表面形成的角度以及这种发生的速度。

本研究的联合主导作者Ben Zahiri发表先进的材料界面

润湿改变的机制基于表面的游览相变。铜表面的氧化状态 - 显示为亲水CuO和疏水性Cu的混合物₂o通过表面成分分析 - 随着电位施加电位而改变。当电位被移除时，液滴保持其形状并保持固定在适当位置。

这种可切换的润湿性允许在表面润湿性上进行简单且精确地控制，从超细烟草与短响应时间的效果。润湿转变速率和所需接触角 - 角度液体-vapor界面与固体表面，从而量化使用杨氏方程润湿性 - 可以通过控制所施加的电势的大小和多长时间来精确地控制。

当样品在环境温度下干燥时，该方法完全可逆，或者在100℃下热干燥。与室温下干燥相比，后者不会影响表面成分。

研究人员选择铜是因为它价格便宜，丰富，是世界上最常用的金属之一。许多研究小组已经改性铜的行为使用其他刺激如热，UV辐射和X射线的表面。然而，要实现这一目标，高达300℃的温度下是必需的，曝光时间范围从几十分钟到数天，这使得它们不切实际的消费和工业用途。

相比之下，UBC团队使用的电气刺激快速改变润湿行为 - 从几秒到几分钟 - 并且在低于1.5V的电压下可逆地，通常在日常电池中找到。

虽然研究人员最初用铜合作，但Zahiri认为，在其他金属，金属氧化物和混合氧化物的电化学操纵中可能发生类似的结果。也可以使用其他导电流体 - 例如血液 - 也可以使用。

这些发现开辟勘探智能表面的一个新领域。

沃尔特·梅里达，男UBC机械工程教授

能找到的应用程序无论液滴或固体颗粒所吸收的液滴的能力控制表面润湿性，需要被操纵，包括微流体装置和危险材料处理系统。yabo214它还使控制滚降流体提供了先进的自洁能力，并可能成为自清洁窗户和太阳能电池是有用的。

图片信用：不列颠哥伦比亚省大学

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