pH和UV刺激响应表面材料_从超疏水到超亲水
智能材料——pH响应高分子材料
在生活中，我们发现牵牛花的颜色不是固定不变的，牵牛花的颜色在每天的早晨是紫蓝色的，而到了中午和傍晚却慢慢地变成了红色。
这是为什么？植物学家研究发现，牵牛花含有的花青素在碱性溶液里呈蓝色，在酸性溶液里呈红色。
同时空气中的二氧化碳可以提高牵牛花的酸性。
因此一天当中随着牵牛花对二氧化碳吸收量的逐渐增火，牵牛花里的酸性也随之提髙，这样，人们在一天之中看见牵牛花的颜色是由紫色逐渐变红色的。
“pH是化学、生物和生理系统中比较重要的环境因素，作为刺激信号的操作具有便携性。
”Part.1/ pH响应材料pH响应性材料（pH-responsive materials)是一种刺激响应型聚合物，能够响应溶液pH的变化发生结构和性能变化(例如表面活性、链构象、溶解度和构型)。
“pH响应聚合物”通常用于描述具有可电离的酸性或碱性残基的聚合物，其电离度取决于溶液的pH值。
pH响应聚合物可以具有线性、支化或网络结构。
它们可能会根据自身结构对溶液条件表现出不同的响应和自组装行为。
例如，pH 值变化可能会导致聚合物链中官能团的(去)质子化。
某些情况下，pH值变化可能会引起均聚物絮凝、链塌陷、延伸和沉淀。
也可能导致自组装，形成胶束、单体、凝胶、囊泡、(去)溶胀等。
具有pH响应嵌段的嵌段(共)聚合物，支链(共)聚合物和星形(共)聚合物在pH改变时表面活性会发生变化。
此外，水凝胶和树状聚合物的结构在pH变化时表现出(去)溶胀行为。
用聚合物改性的表面在pH值变化时能得到离子表面和薄/厚涂层[1]。
Part.2/ pH响应材料的分类通常，含有碱性单体的pH响应聚合物在酸性条件下表现为阳离子聚合物，含酸性单体的聚合物在碱性条件下表现为阴离子聚合物。
1.阴离子型：pH响应性阴离子基团[伯胺基（-NH2)，仲胺基（- NRH)，叔胺基（-NR2)]2.阳离子型：pH响应性阳离子基团[羧酸类（如海藻酸)，磷酸类（磷脂类细胞膜)]有必要根据不同的应用，选择这两种类型之一的单体或将它们结合使用。
学术干货超疏水那点事儿（江雷院士十年经典文献盘点）
学术⼲货超疏⽔那点事⼉（江雷院⼠⼗年经典⽂献盘点）谈到仿⽣材料或者聊到超疏⽔材料，江雷教授⼀定是必聊的话题。
江雷教授在仿⽣功能界⾯材料的制备及物理化学性质研究等领域是绝对是名副其实的⼤⽜，在2009年当选中科院院⼠时，年仅44岁。
这不，今年2⽉份，江雷教授因在超疏⽔性和亲⽔性涂层⽅⾯的贡献当选为美国国家⼯程院外籍院⼠。
⼈⽣赢家，舍“江”其谁？在超疏⽔材料势头不减当年的今天，我们⼀起跟着江教授，⼀起聊⼀聊超疏⽔那点事吧！坦诚讲，⼩编作为门外汉，并不能很好地判断哪些是超疏⽔⽅⾯的经典⽂献。
好在有数据在，帮助⼩编搜集到了诸多好⽂并加以整理，现在和⼤家分享！⼩编利⽤Web of Science核⼼合集为检索平台，以超疏⽔为主题检索词，对江雷教授近⼗年（2006-2016）的SCI论⽂进⾏了检索（具体检索式见⽂末），除去综述⽂章后，挑选了被引次数≥100，或者年平均被引次数≥20的⽂章进⾏了整理和汇总，希望能给对超疏⽔感兴趣的亲们提供⼀些便利！<2006年>1，⼀步溶液浸渍法制备加⼯稳定的仿⽣超疏⽔表⾯One-step solution-immersion process for the fabrication of stable bionic superhydrophobicsurfaces（Adv. Mater., 2006, 18, 6 DOI: 10.1002/adma.200501794 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，能够精确控制材料的尺⼨、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表⾯，诸如具有⾃清洁功能的超疏⽔表⾯等。
超疏⽔表⾯的制备⽅法多样，⼤多数是对莲花叶⽚表⾯的仿⽣，但都有⼀定的局限性，如⼯作环境受限、材料价格昂贵、耐候性持久性差等。
本⽂，作者介绍了⼀种⾮常简易可⾏的⽅法，构造了⼀种环境稳定性强的脂肪酸⾦属羧酸盐超疏⽔表⾯。
耐久及导电功能性超疏水材料的研究进展
耐久及导电功能性超疏水材料的研究进展1、研究意义固体材料表面的润湿性是材料科学和表面化学中一个非常重要的特性，许多物理化学过程，如吸附、润滑、粘合、分散和摩擦均与表面浸润性密切相关[1-2]。
受自然界中荷叶表面“出淤泥而不染”的特性的启发，德国科学家Bathlott和Neinhuis首次报道了以荷叶为代表的植物表面的不粘水和自清洁现象，指出这种现象是由表面微结构的乳突和疏水性蜡状物共同引起的，超疏水表面由此诞生[3]。
一般地，我们将水接触角大于150°且滚动角小于10°的固体表面，称为超疏水表面。
除荷叶外，大自然中还存在众多具有特殊浸润性的动植物，如芋叶、水稻叶、玫瑰花瓣以及蝉翼、水黾腿、蝴蝶翅膀、蚊子眼睛等[4,5]。
在自然界中这类生物体的启发下，科研工作者于20世纪后期开展了人工构造超疏水材料的研究工作。
超疏水涂层的构筑一般需满足两个条件：一是低表面能，二是足够的粗糙度。
从制备方法上来说，主要有溶胶-凝胶法、模板法、层层自组装法、化学气相沉积法、刻蚀法等。
近年来，随着科学技术的快速发展，超疏水表面在制备技术及性能研究上有了极大的进步，多种超疏水涂层被相继制备出来，在自清洁[6-7]、金属防腐[8-9]、防覆冰[10-11]、油水分离[12-13]、微流体装置[14-15]等领域展现出巨大的应用价值。
然而，目前制备超疏水材料的方法大多涉及繁琐的工艺过程或昂贵的仪器设备，难以用于大面积的生产；此外，大多数超疏水材料在使用过程中存在持久性不佳、耐用性不强等缺点，特别是容易在机械摩擦或刮擦下受到损伤，导致超疏水性能的丧失；同时，随着现代工业和人工智能化的快速发展，单一的超疏水性已经无法满足材料在柔性电子、快速融冰融雪、无人驱动、透明电极等新兴领域中的使用要求[16-19]。
因此，研究和开发制备工艺简单、抵抗外界破坏能力优异、可实现工业化生产的超疏水材料是具有极大价值的。
另外在设计和制备超疏水材料时，除了使其具备超疏水性，同时赋予其可拉伸性、自修复性、透明性、导电性、导热性等至少一种功能，则会进一步拓宽其应用领域并发挥关键作用，这也是目前在超疏水材料领域中的关键性科学问题。
Super-Hydrophobic
Key words :super2hydrophobic ; contact angle ; low surface energy ; roughness
随着科学技术的不断进步 ,人们对涂层性能的 要求越来越高 ,使具有疏水性能的涂层研究成为新 的热点 。“出污泥而不染”是荷叶表面的重要特征 , 植物叶表面的这种天然自清洁效果引起了人们的极 大兴 趣 。德 国 波 恩 大 学 著 名 植 物 学 教 授 W. Barthlott 通过观察植物叶表面的微观结构 ,发现这种 自清洁特征是由有一定粗糙度的 ,粗糙表面上微米 结构的乳突以及表面蜡状物的存在共同引起的[1] 。 最新的报道认为 :在荷叶表面微米结构的乳突上还 存在着纳米结构 ,这种微米结构与纳米结构相结合 的阶层结构是引起表面超疏水的根本原因[2] 。荷叶 和水稻叶的这种超疏水特性的原理 ,为人们构建人
据此 ,一般来说 ,制备超疏水性表面必须满足两 个条件 :一是物质的表面具有很低的固体表面能 ;二 是在低表面能物质的表面上构建有一定粗糙度的微 米与纳米相结合的阶层结构 。其一 ,表面材料的润 湿性是决定亲水和疏水的前提 ,因此 ,低表面能物质 是是疏水性的最基本条件 。其二 ,表面微细结构是 显著提高其疏水性能的关键因素 。从接触角方面来 看 ,决定其疏水性的主要是表面基团 ,形貌仅仅强化 这一效果[11] 。因此 ,在低表面能物质上构建粗糙表 面和在粗糙的表面结构上修饰低表面能的物质 ,是 研制仿生超疏水性涂层的途径 。
cos θ3 = f 1 cos θ1 + f 2 cos θ2 。 θ3 为复合表面的接触角 ,θ1 和 θ2 分别为两种介质
典型的低表面能材料是有机硅和氟树脂以及其 相应的改性树脂 。 211 有机硅及改性树脂
刺激响应型高分子材料综述
刺激响应型高分子材料综述在刺激响应型高分子材料中，光响应性材料是其中一个重要的研究方向。
这种材料可以通过光的照射来改变其结构和性质。
例如，一些高分子材料在紫外光照射下可以发生光聚合反应，从而形成新的化合物。
其他一些高分子材料则可以通过可见光的照射来改变其形态和机械性能。
这些光响应性材料在光催化、光刻、光敏材料等领域具有广泛的应用前景。
温度响应性材料也是刺激响应型高分子材料中的重要研究方向。
这种材料可以通过温度的变化引发结构的收缩或膨胀。
例如，热敏高分子材料可以通过温度的升高引发分子链的扩张，从而改变整体材料的形态和性能。
这些温度响应性材料在智能材料、医学领域、纳米技术等方面有着广泛的应用。
除了光和温度外，pH响应性高分子材料也是研究的热点之一、这种材料可以通过pH值的变化来改变其溶解度、形态和性能。
例如，聚酸和聚碱可以在不同的pH条件下发生离子化反应，从而改变材料的溶解度和形态。
这些pH响应性材料在药物传递、生物传感器等方面具有潜在的应用前景。
电场响应性高分子材料是另一个重要的研究领域。
这种材料可以通过电场的施加来改变其结构和性能。
例如，电场响应性液晶材料可以通过电场的作用改变其液晶相的形态和性质。
这些电场响应性材料在显示技术、光学器件、传感器等领域具有广泛的应用前景。
总的来说，刺激响应型高分子材料是一种非常有前景的研究领域，其独特的性质和应用潜力使其受到广泛关注。
从光响应性、温度响应性、pH响应性到电场响应性，各种类型的刺激响应型高分子材料都在不断涌现。
这些材料在光学、医学、纳米技术等领域具有广阔的应用前景。
随着研究的不断深入，相信刺激响应型高分子材料将会在未来得到更广泛的应用。
利用二元协同效应制备超疏水、超亲水涂层的开题报告
利用二元协同效应制备超疏水、超亲水涂层的开题报告
一、研究背景
超疏水和超亲水表面涂层在许多领域都有广泛应用，如自清洁表面、防污表面、水处理、涂料等。
目前，许多制备超疏水和超亲水表面涂层的方法已经被研究出来，
但是存在一些缺陷，如制备过程复杂、成本高、稳定性差等。
二元协同效应是指由两种或更多化学物质相互作用，以产生比单一物质更大的效应的现象。
利用二元协同效应可以制备出具有超疏水和超亲水性质的涂层。
二、研究内容
1. 利用二元协同效应制备超疏水涂层：针对目前超疏水涂层制备过程复杂、成本高和稳定性差的问题，通过分析二元协同效应的原理，利用此方法制备出一种低成本、简单、稳定的超疏水涂层，并考察其性能及机理。
2. 利用二元协同效应制备超亲水涂层：对于制备超亲水涂层的方法研究，仍然存在着成本高、稳定性差等问题。
因此，本研究将利用二元协同效应制备出一种低成本、简单、稳定的超亲水涂层，并考察其性能及机理。
三、研究方法
1. 二元协同效应的分析：利用相关文献及实验数据，分析二元协同效应的原理和应用范围。
2. 超疏水涂层的制备：选择合适的材料，确定制备条件，探究其超疏水性能及机理。
3. 超亲水涂层的制备：选择合适的材料，确定制备条件，探究其超亲水性能及机理。
4. 性能测试与分析：对制备的超疏水和超亲水涂层进行性能测试，如接触角、粘接力等，分析其性能特点。
四、预期成果
本研究将利用二元协同效应制备出一种低成本、简单、稳定的超疏水和超亲水涂层，并探究其性能机理。
通过对涂层的性能测试和分析，验证其在自清洁表面、防污
表面、水处理、涂料等领域的应用前景，为相关领域提供新的解决方案和技术支持。
超亲水表面的研究及应用进展
超亲水表面的研究及应用进展吴文剑;王超;李红强;张美丽;赖学军;曾幸荣【摘要】超亲水表面与水具有很强的相互作用力,将水滴滴在上面能够在较短时间内完全铺展开,使接触角等于或接近于0°,在自清洁、防雾、防污、油水分离等众多领域均有着十分广阔的应用前景,是当前研究的热点之一.该文首先介绍了超亲水表面的定义,并简单回顾了其研究背景;其次对超亲水表面的亲水机理进行了总结和归纳,其一是在高表面能物质的表面上构造粗糙度实现超亲水,其二是光致实现超亲水;进一步地,重点阐述了目前超亲水表面的主要制备方法及其研究进展,如溶胶-凝胶法、气相沉积法、模板法、相分离法和层层自组装法等,并对比了其优缺点;此外,介绍了超亲水表面在自清洁与防雾、油水分离及其它方面的主要应用进展;最后,指出了目前制备超亲水表面存在的一些问题,如需要采用昂贵的仪器设备或复杂的工艺流程、易受外界条件(光、热、氧等)的影响、使用的持久性差、应用领域仍有待于发展等,并认为环保型、功能性和耐久性是超亲水表面未来的主要发展方向.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】9页(P104-112)【关键词】超亲水;表面;进展;纳米技术;油水分离;发展方向【作者】吴文剑;王超;李红强;张美丽;赖学军;曾幸荣【作者单位】东莞理工学院材料科学与工程系,广东东莞523808;东莞理工学院材料科学与工程系,广东东莞523808;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640;东莞理工学院材料科学与工程系,广东东莞523808;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TQ638表面浸润性是固体表面的重要特征之一，通常用接触角(Contact angle，CA)来表征液体对固体的浸润程度。
超亲水一般是指水滴能够在材料表面完全铺展开，使接触角等于或者接近于0°[1-5]。
二氧化钛
材料科学该设备及二氧化钛纳米棒薄膜的超疏水切换Xinjian Feng, Jin Zhai, and Lei Jiang*二氧化钛（TiO2）是一个重要的材料，它被用于在相关的光分裂的许多工业中，例如[1]光催化，[2]光电转换装置，[3] 光诱导超亲水性的发现[4]（水浓度接触角（CA）<108）。
在1997年，一个亲水的TiO2表面被发现，许多研究工作[5-8]一直致力于探索这个操纵的目的。
感光机构的表面润湿性，在凭借良好的较大程度光，热和化学稳定性的条件下，并且比其他有机或无机材料的生物相容性更好的TiO2。
然而，它的润湿性仅被调谐在一个有限的区域中。
在过去的几年中，表面上的启发法引起的超疏水性的荷叶[9,10]水黾/腿，[ 11 ]各种薄膜具有超疏水性能都是伪造的。
[ 19 ] 12–在另一方面，超亲水表面已经利用一个二维或三维[ 4 ]【20】毛细效应实现。
最近，几个刺激响应，聪明，界面材料，可切换超亲水性和疏水性的表面之间的几何形态变化和表面化学结合的报道。
[ 23 ] 21–在此，我们报告的超疏水表面组成的无机纳米棒由亲水性二氧化钛制成的创造，并进一步证明他们的润湿性，可以可逆的超疏水性和亲水性之间切换。
该机制涉及微合作和纳米表面结构的层次，晶面取向，和表面的光敏性。
二氧化钛纳米棒薄膜沉积在玻璃基板上通过低温水热法。
通常情况下的三氯化钛过饱和的氯化钠水溶液被加热到1608摄氏度时2 小时，沉积在作为底物进行的时候清洗去离子水和乙醇的玻璃晶片的薄膜，在室温下干燥，并存储在黑暗中两个星期。
图1显示了一个典型的场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）所合成的纳米棒薄膜的图像。
许多点上可以找到在一个表面的直径范围从2毫米到6毫米的随机模式。
这些点是由具有30至60纳米直径均匀的纳米棒。
由于可以从放大图像的一个单一的点见（图1b），纳米棒的生长径向基板和自组装成微型和纳米级的层次结构。
Figure 1：a) Low-magnification FE-SEM image of a TiO2nanorod film deposited on a glass wafer; b) morphology of a single papilla at high magnification.根据X射线衍射（XRD）制备的TiO2薄膜的纳米棒的模式，可分为有一个四方金红石结构（spacegroupp42 / MNM；JCPDS文件号21-1276）。
刺激响应型高分子材料综述
刺激-响应型高分子材料的应用摘要：响应型高分子材料通过调节离子、分子的运输，改变润湿性，附着一些不同的材料，或是将化学和生物的新号转化成光、电、热和力学信号（反之亦然），可以适应周围的环境。
这些材料在载药、诊断、生物组织工程和智能光学系统，以及生物传感，微电子系统，染料和纺织等众多领域中正越来越多的发挥着重要作用。
我们综述了自组装形成的纳米结构的刺激-响应型高分子材料应用中的最新进展和挑战。
我们也提出了新兴发展的关键性轮廓。
为维持生命和保持生物功能，自然需要选择性地制备能够提供特殊化学功能和结构的分子组装和界面，它们能够改变环境。
合成的高分子材料（图1）具有非常相似属性，准备用于各种应用，例如功能上类似于自然界面的响应性的生物界面，药物缓释，能够对环境有响应或相互作用的涂料，和肌肉活动相似的复合材料，应用于很小浓度分析的传感器的薄膜和粒子。
本文主要关注刺激-响应型的分子纳米结构，他们有能力发生结构和化学变化，以应对接收的外部信号。
这些变化伴随着聚合物许多物理性质的变化。
信号来自于材料环境的变化，例如温度、化学组成或作用力的变化，它也可以通过光照或受到电场、磁场的作用而触发。
这里，我们只分析薄膜和纳米粒子中刺激-响应型纳米结构高分子材料和体系应用的最近进展（即过去的5年里），这些体系可以用图1总结。
我们讨论了二维（膜）和三维结构（粒子和组装体）的刺激-响应型。
然后，我们看了看每种类型的刺激中这些基本的方法是如何应用的。
最后，指出了这些复杂体系理论和模型以及未来发展中的挑战。
Reconstructable surfaces and applications重建的表面及应用改造的表面变化它们的润湿性和渗透性，以及它们的粘合性，吸附性，力学和光学性质。
新兴的应用扩展至粘合性和润湿性，外观和透明度可控的材料，快速释放化学品的涂料以及自愈型的涂料。
Principal architectures and mechanisms.主要的构架和机理改造的表面可分为以下几类：（1）polymer surfaces formed spontaneously in bulk polymer materials本体高分子材料自发形成的高分子表面（2）grafted polymer thin films (here referred to as polymer brushes);接枝高分子薄膜（相当于聚合物刷）（3）thin films of polymer networks聚合物网络薄膜（4）self-assembled multilayered thin films自组装形成的多层薄膜本体高分子材料形成的薄膜通常导致较长的响应时间（几分钟到十几个小时），在此期间，聚合物成分从本体迁移到表面，或是在本地重排，降低了表面张力。
金属材料表面超疏水涂层的研究进展
金属材料表面超疏水涂层的研究进展目录一、内容描述 (2)1. 超疏水涂层的定义与意义 (3)2. 金属材料表面处理技术的发展背景 (4)二、超疏水涂层材料的研究进展 (5)1. 纳米材料在超疏水涂层中的应用 (6)纳米TiO2、SiO2等颗粒的制备与应用 (7)纳米复合材料的设计与性能优化 (9)2. 有机高分子材料在超疏水涂层中的应用 (10)涂层材料的表面接枝改性技术 (11)自组装单分子层的构筑与性能研究 (12)3. 生物启发型超疏水涂层的研究 (13)蜡烛蜡、硅酮等生物启发材料的模仿与应用 (14)生物矿化原理在涂层设计中的应用 (15)三、超疏水涂层制备方法的研究进展 (17)1. 化学气相沉积法 (18)2. 动力学激光沉积法 (19)3. 离子束溅射法 (20)4. 溶液沉积法 (21)5. 微纳加工技术 (22)四、超疏水涂层性能评价及优化策略 (23)1. 表面张力与接触角测量 (24)2. 耐磨性、耐腐蚀性等性能评估 (26)3. 涂层稳定性与耐久性分析 (27)4. 性能优化策略与实验方法 (28)五、超疏水涂层在特定领域的应用研究进展 (29)1. 抗生物污染涂层的研发与应用 (30)2. 防腐蚀保护涂层的性能研究 (32)3. 光学性能改进的超疏水涂层设计 (33)4. 涂层在航空航天、电子电气等领域的应用探索 (34)六、结论与展望 (35)1. 超疏水涂层技术的发展趋势 (36)2. 存在的问题与挑战 (38)3. 未来研究方向与应用前景展望 (39)一、内容描述随着科技的不断发展，材料科学领域对于表面性能的要求日益提高，尤其是在防水、防污、自清洁等方面具有特殊需求的材料。
金属材料作为现代工业的重要基础材料，其表面性能的优劣直接影响到产品的使用寿命和可靠性。
对金属材料表面进行超疏水涂层的研发和应用成为了当前研究的热点。
超疏水涂层是一种具有特殊表面性能的涂层，其表面的水接触角大于150，表现出“荷叶效应”，即水滴在涂层表面上能够迅速滚落，而不会附着和渗透。
功能仿生材料助力材料综合实验教学——超亲水-水下超疏油膜材料制备及性能评价
功能仿生材料助力材料综合实验教学——超亲水-水下超疏油
膜材料制备及性能评价
曾新娟;林小梅
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2022(49)21
【摘要】随着材料科学与技术的进步,材料综合实验课程需要不断推出适合材料理论发展的实验。
基于材料表界面润湿理论,以研究材料表面结构与性能关系为主要
切入点进行实验设计,通过植酸与戊二醛络合反应生成亲水性复合物,并通过抽滤方
式修饰到PVDF膜表面制得超亲水-水下超疏油PVDF膜材料,采用SEM和红外光
谱对改性PVDF膜材料进行表面结构和化学组成表征,采用接触角测量仪对PVDF
膜改性前后的润湿性能进行评价。
该实验的开设,让学生了解了材料表界面改性方
法以及现代分析技术,掌握了材料结构与性能之间构效关系的分析方法,并强化了学
生实验操作和数据处理能力,在提高学生的科研思维和和动手能力方面有良好效果。
【总页数】4页(P272-274)
【作者】曾新娟;林小梅
【作者单位】佛山科学技术学院材料科学与氢能学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642
【相关文献】
1.超亲水超疏油网膜材料的研究进展
2.超亲水/水下超疏油膜的制备及油水分离性能
3.超亲水/水下超疏油膜功能材料及其研究进展
4.超亲水-超疏油油水分离材料的研究进展
5.超亲水-水下超疏油镍镀层材料制备及其油水分离性能研究
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17-P-006
pH和UV刺激响应表面材料：从超疏水到超亲水
蒋玉贵，万鹏博，王治强，张希*
清华大学化学系，有机光电子与分子工程教育部重点实验室，北京100084
E-mail: xi@
刺激响应材料是指一类具有在外界刺激下可调控其物理化学性质的材料，将这类刺激响应材料引入到自组装单层膜体系中，就可实现利用外界刺激来调控表面结构和性质。
以前报道的pH刺激响应表面，基本上都是在低pH值条件下为超疏水表面，在高pH值条件下为超亲水表面。
为了制备一种新型的pH刺激响应表面，即在高pH值条件下为超疏水表面，在低pH值条件下为超亲水表面，我们设计合成了一种具有刺激响应性的末端为孔雀绿基团的烷基硫醇衍生物。
一方面，孔雀绿是一种刺激响应材料，在没有外界pH或者UV刺激条件下，孔雀绿基团是疏水的；而在外界pH或者UV刺激条件下，孔雀绿基团变为相应的带正电荷的亲水基团。
另一方面，硫醇衍生物中的巯基可以化学吸附于镀金表面形成自组装单层膜。
研究表明修饰上述单层膜的粗糙金表面，对pH=13的水滴，呈现约146.8º的接触角，而对pH=1的水滴，呈现约0º的接触角，同时这种从接近超疏水表面到超亲水表面的转变可以循环多次。
另外，上述表面的浸润性质，还可以通过UV光照时间进行调控，即从光照前的接近超疏水表面到光照后的超亲水表面。
关键词：pH和UV刺激响应材料；自组装单层膜；超疏水-超亲水转变。
参考文献：
[1] Y. Jiang, P. Wan, M. Smet, Z. Wang, X. Zhang, Adv. Mater. 2008, adma.200702366.
[2] Y. Jiang, Y. Wang, N. Ma, Z. Wang, M. Smet, X. Zhang, Langmuir2007, 23, 4029.
[3] Y. Jiang, Z. Wang, H. Xu, H. Chen, X. Zhang, M. Smet, W. Dehaen, Y. Hirano, Y. Ozaki, Langmuir
2006, 22, 3715.
[4] Y. Jiang, Z. Wang, X. Yu, F. Shi, H. Xu, X. Zhang, M. Smet, W. Dehaen, Langmuir2005, 21, 1986.
pH and UV-responsive surface material：from superhydrophobicity
to superhydrophilicity
Yugui Jiang，Pengbo Wan，Zhiqiang Wang，Xi Zhang* Key Lab of Organic Optoelectronics and Molecular Engineering，Department of
Chemistry，Tsinghua University，Beijing 100084
Stimuli-responsive material can be introduced into the self-assembled monolayer (SAM) to realize the control of the structures and properties of SAM under different external stimuli. The pH-responsive surface that can undergo a change of the wetting properties from near superhydrophobicity at low pH, to superhydrophilicity at high pH, has been reported. We are wondering if we can realize a pH-responsive surface with completely uncommon response behavior, i.e. from near superhydrophobicity at high pH, to superhydrophilicity at low pH. For this purpose, we have designed and synthesized a stimuli-responsive malachite green terminated alkanethiol. For the SAM of this alkanethiol on rough gold covered surface, a large contact angle of about 146.8º is observed for a pH=13 water droplet, while a very small contact angle of about 0º is observed for a pH=1 water droplet. Moreover, the malachite green terminated alkanethiol is dual stimuli-responsive, the wetting properties of the SAM can be controlled and fine-tuned by the UV irradiation.
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