在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，化學所有機固體院重點實驗室的研究人員受在水環(huán)境中不沾油的貝殼啟發(fā)，仿生制備了一種新型的在水下對油超低粘附的高能無機表面，相關研究發(fā)表在近期的《先進材料》（Adv. Mater. 2012, 24, 3401-3405）上并被WILEY-VCH選為表面與界面領域的熱點話題進行報道。
向自然學習，利用仿生原理設計和制備粘附可控的表面材料，是表/界面領域及功能界面材料領域的前沿性課題。研究人員發(fā)現(xiàn)，短文蛤殼內(nèi)表面的外套膜覆蓋區(qū)域在水下對油具有超低粘附的特性，而未被外套膜覆蓋的貝殼邊緣區(qū)域在水下對油粘附性較強。經(jīng)過表面形貌與成分表征，研究人員分析：外套膜覆蓋區(qū)域的水下超低粘油特性主要源于貝殼的高能無機組分碳酸鈣及該區(qū)域的表面微納復合結(jié)構(gòu)。碳酸鈣的親水性能將水束縛在微納復合結(jié)構(gòu)中，極大降低了油/固接觸面積，從而降低了油粘附力。與之相比，貝殼邊緣區(qū)域結(jié)構(gòu)較光滑，油/固接觸面積增大，因此油粘附力增大。受此啟發(fā)，通過用簡單的氨水腐蝕法，研究人員在銅片基底上制備了在水下對油超低粘附的高能無機氧化銅表面。這是高能氧化銅成分與微納復合結(jié)構(gòu)協(xié)同作用的結(jié)果。通過改變腐蝕時間，可以控制氧化銅表面微納復合結(jié)構(gòu)的粗糙度，從而調(diào)節(jié)油滴在該表面的粘附力大小。隨著粗糙度增加，油滴在氧化銅表面的粘附力逐漸從高粘至低粘，最后無粘附。這一功能表面也可以拓展到其它的無機材料體系，為水下不粘油工程金屬表面的設計與制備提供了思路，在水相設備抗油污、原油泄漏清理等方面具有潛在應用前景。