江雷教授仿生功能界面材料的制备及物理化学性子研究中科院院士44岁美国国家工程院外籍院士超疏水材料<2006年>

1，一步溶液浸渍法制备加工稳固的仿生超疏水外观

One-step solution-immersion process for the fabrication of stable bionic superhydrophobic surfacesAdv. Mater.被引=331次  期刊IF=18.96

仿生形态发生技术对合成纳米、微米尺度的无机晶体和有机/无机复合材料十分流行，能够正确控制材料的尺寸、形态、取向、组织和复杂形态。众所周知，形态发生过程已经被用来制造独特的功能性外观，诸如具有自清洁功能的超疏水外观等。超疏水外观的制备方法多样，大多数是对莲花叶片外观的仿生，但都有肯定的局限性，如工作环境受限、材料价格昂贵、耐候性持久性差等。

本文，作者介绍了一种特别很是简易可行的方法，构造了一种环境稳固性强的脂肪酸金属羧酸盐超疏水外观。这种超疏水外观对工业应用十分紧张，对长期以来困扰人们的金属或合金材料的环境污染和锈蚀题目提供了解决方法。作者以铜板为例，只需将铜板或者任何外观覆盖铜的基板，在室温下浸渍在一种多碳脂肪酸溶液中，便可成功在铜板外观生成十分稳固的仿生超疏水外观，其本质上是生成了形似花朵的群簇涂层Cu(CH3(CH2)12COO)2，与水的接触角约为162°。这为工业化生产超疏水外观开拓了一条宽广的道路。

2，可控润湿性和光致变色性的双重相应氧化物薄膜

Controlling wettability and photochromism in a dual-responsive tungsten oxide filmAngew. Chem. Int. Edit.被引=127次  期刊IF=11.079

作者通过天真的电化学沉积法制备了一种性能优秀的双外观的功能化的氧化钨薄膜。这种薄膜可以通过交替的UV光照射和阴郁中保存的方法来实如今超疏水和超亲水的可逆性变化。这一征象每每伴随着光致变色征象。

3，双相应外观——超亲水和超疏水性的转换

Dual-responsive surfaces that switch superhydrophilicity and superhydrophobicityAdv. Mater.被引=193次   期刊IF=18.96

通常，超疏水外观的接触角（CA）大于150度，能够通过调控疏水外观的拓扑形貌；而超亲水外观CA约为0度，能够通过三维或二维毛细效应来实现。文献中有报道过在诸如温度、pH值、光等单一的外界条件作用下，外观的亲疏水性能发生变化的单一相应性，但还没有能够在超疏水和超亲水性之间变化的双相应型外观的报道。

本文中，作者报导了一种具有可调的润湿性的双应激相应型外观，在超疏水和超亲水性之间发生可逆的变化，并同时对温度和pH值具有相应性。作者在平整和粗糙的硅基片外观制备P(NIPAAm-co-AAc)薄膜（即N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物薄膜）。超亲水性和超疏水性之间的可逆变化，能够在很窄的温度转变范围（约10℃）和很宽的pH值转变范围（约10）中发生。这种双应激相应举动是基于外观化学转变和外观粗糙度转变的结合。在单一的PNIPAAm薄膜只对温度相应性的基础之上，双应激性的P(NIPAAm-co-AAc)薄膜，因为加入了对pH敏感的丙烯酸组分，而对pH值产生了相应性。此外，这种共聚物的低临界共融温度（LCST）随pH的增长时可调的。

4，腐蚀性环境中的稳固超疏水导电聚苯胺/聚苯乙烯薄膜

Stable, superhydrophobic, and conductive polyaniline/polystyrene films for corrosive environmentsAdv. Funct. Mater.被引=199次   期刊IF=11.382

作者通过简单的静电纺丝的方法制备了具有莲花叶片结构的聚苯胺(PANI)/聚苯乙烯（PS）复合薄膜。在宽pH范围中的酸、碱溶液和氧化性溶液中，这种薄膜能够体现出稳固的超疏水性和导电性。特别的外观成分和外观形貌是产生这种不同平凡性子的紧张因素。苯乙烯组分能够强烈地影响复合薄膜的形貌，而体现出不同的超疏水性和导电性。（聚苯胺经掺杂后具有导电性，是一种导电高分子。）

(, 2007, 23, 9. DOI: 10.1021/la063039b.  )

（, 2007, 19, 17. DOI: 10.1002/adma.200601946 ）

（. 2007, 129, 6. DOI: 10.1021/ja065537c ）

（, 2007, 19, 21. DOI: 10.1002/adma. 200700934  ）

（ 2007, 46, 21. DOI: 10.1002/anie.200700439 ）

  （ 2007, 19,18. DOI: 10.1002/adma.200602334 6）

（, 2007, 3, 2. DOI: 10.1039/b612667g ）

（,2007, 19, 16. DOI: 10.1002/adma.200602135. ）

<2008年>

13，花瓣效应-具有高粘附力的超疏水状况

Petal effect: A superhydrophobic state with high adhesive forceLangmuir被引=601次，期刊IF=3.993

红玫瑰花瓣外观具有层状的微乳突和纳米褶皱，这些微纳结构为超疏水性提供了充足的粗糙度，同时也产生了对水的高粘附力。花瓣上的水滴呈现出球形，但将花瓣颠倒后却不易滚落。作者把这种征象称为“花瓣”效应，可与闻名的“莲花”效应类比。作者通过对花瓣外观的模拟，使人工生产的仿生聚合物薄膜外观也具有了清晰的纳米压花结构。

（, 2009, 21, 37.  DOI: 10.1002/adma.200900686  ）

<2010年>

15，润湿蜘蛛丝上水滴的定向收集

Directional water collection on wetted spider silkNature被引=384次  期刊IF=38.138

不论是植物照旧动物，其生物膜外观的微、纳尺度的结构特征每每控制着外观与水的相互作用，也即润湿性。天然界中有一个风趣的例子，沙漠中的甲壳虫行使背部微米尺度的图案化的亲水和疏水区域来收集空气中的水分。作者对草间蟱蛛的蛛丝结构及性子进行了详细的研究，作者发现蛛丝具有的特别结构使其在轴节和节点之间具有外观能梯度以及不同的Laplace压力降，两种因素共同导致了在蛛丝的轴节附近能够持续赓续地定向的进行水滴的凝聚和收集。基于对蜘蛛丝研究的启发，作者设计了人工纤维，模拟了蛛丝的结构特点，使其具有定向的水收集性能。

（, 2011, 23, 4. DOI: 10.1002/adma.201001688  ）

<2012年>

17，微米/纳米结构外观的抗冰性能

Icephobic/Anti-Icing Properties of Micro/Nanostructured SurfacesAdv. Mater.被引=124次   期刊IF=18.96

人们基于仿生晓畅了生物润湿性的机理，从而制备出了多种多样的超疏水外观。技术的提拔，也使得基于仿生的材料结构的制备越来越邃密。但许多室温下稳固的超疏水性能在低于零度时就失效了。疏水性和抗冰性对于诸如机翼、发电塔、雷达等长久处于低温的器件十分紧张，一旦结冰将难以工作甚至损坏。

近期，一种ZnO纳米毛发组成的外观实现了超疏水和抗冰性同一结合，这重要基于这种材料的纳米结构和低外观能。作者受到蝴蝶同党微-纳结构特征的启发，并结合机械加工和晶体生长，对具同时具有稳固的超疏水性和抗冰性的外观微观结构进行了研究，研究了微米尺度结构和纳米尺度结构对外观性能的影响。

18，静电纺丝法制备具有高油吸附能力多孔结构的纤维薄膜

Electrospun Porous Structure Fibrous Film with High Oil Adsorption CapacityACS Appl. Mater. Interfaces被引=103  期刊IF=7.145

通过静电纺丝法制备一种低成本的高油吸附性的PS薄膜。不同的纤维直径和多孔纤维外观拓扑结构在油吸附性能和油水星散中起到紧张作用。作者分别用柴油、硅油、花生油、机油对这种PS薄膜的吸油性能进行了测试，效果注解吸油性能高于通俗的没有多孔结构的纤维吸附剂。即使是很薄的多孔PS薄膜吸附剂同样具有出色的油水星散能力。

 Chem. Sci.被引=95次平均=23.75期刊IF=9.144

油水星散对于越来越多的工业含油废水泄漏和原油泄漏等紧急事件十分紧张。具有特别润湿性的薄膜材料常用于油水的星散。然而，制备高能效和稳固的适合特定油水星散的薄膜仍然是一个挑衅。沸石薄膜独特的气孔性，出色的化学稳固性、热稳固性以及机械稳固性等都十分引人注目。本文中，作者首次展示了沸石涂覆的网片薄膜在重力驱动下的油水星散，实现了对多种不同类型油的高效星散，这是基于沸石外观出色的超亲水性和水下的超疏水性。

20，超疏水和超亲水的PVDF薄膜用于水油乳剂的高通量高效星散

Superhydrophobic and Superoleophilic PVDF Membranes for Effective Separation of Water-in-Oil Emulsions with High FluxAdv. Mater.被引=173次  期刊IF=18.96

本文，作者介绍了一种简易的方法来制备超疏水-超亲水的聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜，重要行使了在惰性溶剂诱导下发生的相反转征象。这种薄膜可有用星散没有外观活性剂和有外观活性剂存在的水油乳剂，仅需通过重力驱动即可，并且有很高的星散服从。更值得一提的是，该膜具有很高的通量，是商用的高压驱动的滤膜的数倍，且易于循环行使。

21，仿生多功能泡沫具有自清洁和油水星散功能

Bioinspired Multifunctional Foam with Self-Cleaning and Oil/Water SeparationAdv. Funct. Mater.被引=113次  期刊IF=11.382

油水星散是一个世界性的挑衅。受到天然界中具有自清洁性的莲花也和多孔生物材料的启示，作者设计制备出了同时具有超疏水性和超亲水性的聚氨酯（PU）泡沫，它密度低、质轻并且超疏水，因此能轻松的漂浮在水上。此外，这种泡沫材料对腐蚀性液体有强排斥性，具有清洁功能和油水星散功能，集多功能为一体。作者盼望，这种低成本的制造工艺能够广泛地应用在多用能泡沫的生产中，以便在大面积油品泄漏的清理中加以应用。

（, 2014, 53, 3. DOI: 10.1002/ anie.201308183   ）

Feature Article综述文献Switchable Adhesion on Liquid/Solid Interfaces（Feature Article）

（ 2010被引=112次  期刊IF=11.382Special wettable materials for oil/water separation（Feature Article）

（, 2014被引=143次 期刊IF=8.262Bioinspired Surfaces with Superwettability: New Insight on Theory, Design, and Applications（Review）

（, 2015被引=49次  期刊IF=37.369Bioinspired Interfaces with Superwettability: From Materials to Chemistry（Review） 

（, 2016被引=8次  期刊IF=13.038