《無損失液體輸運智慧型表面的仿生構築與功能研究》是依託北京航空航天大學，由劉克松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：無損失液體輸運智慧型表面的仿生構築與功能研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：劉克松
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人類社會的進步是以材料的發展為基礎。智慧型材料及其器件是當今高技術材料研究的重要領域之一。自然界中的生命體系經過45億年的進化幾乎完成了智慧型操縱的所有過程，功能表/界面是材料體系產生高級功能的源泉。自組裝是自然界普遍存在的一種現象，是創造新物質和產生新功能的重要手段。受生物材料表面對水滴具有定向輸運特性的啟發，結合我們在自組裝、仿生智慧型界面材料方面的工作基礎，本項目擬開展仿生無損失液體輸運智慧型表面的構築與功能研究。首先在磁致、電致伸縮材料表面構築微米棘齒結構，然後利用自組裝技術在其表面定向生長納米柱陣列，實現基底表面多尺度結構的構築及超疏水或超雙疏特性。通過施加外場刺激，實現液滴在基底表面的可控、無損、智慧型輸運，探索該材料在微流體領域的套用。深入研究影響液滴智慧型輸運的因素，揭示材料微觀結構與巨觀性能之間的本質關係及氣、液、固三相界面作用機理。以推動無損液體輸運智慧型表面在微流體領域的套用進程。
結題摘要
自然界是人類各種技術思想、工程原理及重大發明的源泉。受自然界中（如植物蒸騰作用、仙人掌針刺、濱鳥喙等）定向輸運特性的啟發，結合我們在仿生超浸潤材料等方面的工作基礎，本項目開展“仿生無損失液體輸運智慧型表面的構築與功能研究”通過揭示部分生物材料表面微納米多尺度結構與巨觀特殊浸潤特性之間的本質關係，為超浸潤材料的仿生構築提供指導和理論依據。仿生構築了系列超浸潤材料，系統研究了濕度回響下的液滴定向輸運，仿生構築了超疏水“泵”器件，實現連續、自發的“反重力”水輸運，開展了超浸潤材料在液滴定向輸運領域的套用探索。通過該項目的實施，項目負責人獲 “教育部長江學者獎勵計畫青年學者”（2016年）、“北京市青年拔尖”（2016年）和“北京市科技新星”（2015年）等人才稱號。已在Chem. Rev.（2篇），Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Prog. Mater. Sci.，Adv. Funct. Mater.（5篇）等期刊發表SCI論文23篇（其中IF＞10的10篇），被引用700餘次，單篇最高引用164次，研究成果近10次被選作Adv. Funct. Mater.，Small，Nano Res.，Nanoscale等期刊封面/插頁給予報到。申請/授權國家發明專利10項。
