对液滴具有特别浸润性的材料外观在天然界中广泛存在，如荷叶、玫瑰花瓣、鲨鱼皮肤等。目前，基于仿生原理，通过材料外观化学组成及微纳形貌调控能够赋予材料外观独特的浸润性。其中，外观静态水接触角≥150°、滚动角≤10°的超疏水材料外观在调控蛋白质结晶、液体定向传输、水分收集、小分子控制释放、防污涂层等领域有着广泛的应用。但是，传统的基于微纳形貌结构结合引入超薄低外观能涂层修建的超疏水界面，其抗物理/化学干扰能力、涂层柔韧性、性能稳固性以及耐久性等存在显明的不足。通过引入超耐磨组分、自愈合组分等策略能够实现超浸润材料外观使用耐久性的明显提拔。但是，该类策略其超浸润界面修建过程每每较为繁琐，这极大的限定了其大规模的现实应用拓展。

修建材料本体和外观兼具超浸润特征的材料系统是改善其应用稳固性瓶颈题目的最理想策略。近日，印度理工学院瓜哈提分院（IITG）的Uttam Manna研究团队以支化聚乙烯亚胺（BPEI）、二季戊四醇五/六丙烯酸酯（5Acl）以及氨基功能化的氧化石墨烯（AGO）为质料，基于氨基和丙烯酸酯之间的1,4-共轭加成反应，无需催化剂，特别很是简便的制备了材料外观和基体内部都具有优秀超疏水性能的自支持块体材料。该超疏水材料在空气中和油相中都呈现稳固的超疏水性能，同时该材料具有优秀的机械稳固性、耐化学试剂和耐久性。

新型超疏水材料化学组成及制备过程示意图。图片来源：ACS Appl. Mater. Interfaces

研究发现采用BPEI和5Acl为质料进行共轭加成反应，系统并不能形成凝胶，而当加入AGO后，系统在1h内变化成凝胶状况。通过采用无氨基功能化的氧化石墨烯进行对比实验，可以明确GO外观的氨基与5Acl发生1,4-共轭加成反应是系统变化成为凝胶的关键。同时，通过调控系统中加入AGO的量可以调节系统的成凝胶的速率。动态光散射（DLS）测试注解，在凝胶化初期加入AGO后能够形成AGO-BPEI/5Acl纳米复合物，而且随时间延伸，该纳米复合物尺寸渐渐增大。同时，红外光谱（FTIR）测试注解凝胶系统中残余部分未反应的丙烯酸酯功能基团，这便于采用带氨基功能团有机小分子对凝胶系统进行进一步的疏水改性。在经过癸胺（decylamine）修饰改性后，所制备的凝胶材料在空气中或油下都显现出优秀的超疏水性能，水滴前进角超过160°，滚动角约为3°。

系统凝胶化过程及内在机理考察。图片来源：ACS Appl. Mater. Interfaces

应力-应变曲线测试注解，该超疏水材料具有优秀的力学性能，且其力学性能能够通过调节加入AGO的量方便地进行调控。当AGO含量较低时，材料硬度较大；随着AGO含量的增长，系统弹性增长。同时，测试注解该超疏水材料系统具有杰出机械稳固性，在循环压缩（形变量80%，1000次）形变、折叠、蜷曲、扭曲等测试过程中，系统其超疏水性能基本保持不变。

新型超疏水材料力学性能和机械稳固性测试。图片来源：ACS Appl. Mater. Interfaces

研究人员通过体系对比实验表现，虽然AGO加入量对系统外观宏观疏水性能未呈现明显影响，但是AGO量对系统的微观形貌有着明显影响，这进一步影响材料系统的机械稳固性和超疏水稳固性。此外，基于该超疏水材料系统具有优秀的力学性能和韧性，该材料系统可以简便的模塑制备成不同外形的超疏涂层。同时，该材料切片后体系测试注解，该材料系统内部和材料外观同样具有优秀的超疏水性、耐摩擦性以及耐化学试剂性等性能。此外，该材料系统呈现的超疏水超亲油特征，可以应用于油水星散领域。

AGO含量对系统疏水性能和形貌影响考察。图片来源：ACS Appl. Mater. Interfaces

当该含AGO超疏水材料系统在尚未变化为半固态凝胶时，该材料系统能够在玻璃、木材、滤纸、金属、塑料等不同材质基底外观涂覆修建具有优秀性能的超疏水涂层。这使得该新型超疏水材料在现实应用领域有着伟大的开发前景。

AGO-超疏水涂层在不同基底的涂覆应用。图片来源：ACS Appl. Mater. Interfaces

——总结——

Uttam Manna研究团队基于引入氨基化氧化石墨烯二维材料结合方便的1,4-共轭加成反应，制备了外观和内部同时具有优秀超疏水性能的凝胶材料。该超疏材料显现出的优秀力学性能、杰出的机械稳固性/化学稳固性以及其能够实如今不同基底涂覆的性能使其在自清洁、防腐、油水星散等现实应用领域有着广泛的应用前景。

Strategic Formulation of Graphene Oxide Sheets for Flexible Monoliths and Robust Polymeric Coatings Embedded with Durable Bioinspired Wettability

ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 42354-42365, DOI: 10.1021/acsami.7b14028