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科研成果

黑料网 赵亚梅教授团队在原位生长构筑双重自清洁超疏水棉织物领域取得重要进展

发布时间:2026-03-27      浏览量:

近日,黑料网 黑料网 赵亚梅教授课题组在耐久性超疏水自清洁织物研究领域取得重要进展。团队通过原位生长与表面修饰协同策略,成功构建了具有双重自清洁功能的TiO₂基超疏水棉织物,相关成果发表于国际知名期刊《Langmuir》(中科院SCI二区)。

在超疏水表面设计方面,课题组利用超声辅助原位生长法,在棉纤维表面构筑了TiO₂微纳米多级粗糙结构,并通过硬脂酸(STA)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)协同修饰,制备了无氟的TiO₂-STA/PDMS超疏水棉织物。该材料静态水接触角达到162.6±1.7°,滚动角低至8.7±0.9°,实现了优异的物理自清洁性能。研究团队进一步揭示了C-O-Ti共价键合界面显著增强涂层-基体界面结合强度,为提升超疏水涂层的机械耐久性提供了新策略。

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在化学活性自清洁功能拓展方面,该材料在紫外光照射1.5小时内即可高效降解油酸污染物,展现出优异的光催化降解性能。循环污染-光催化再生实验结果表明,经8次连续循环后,材料水接触角仍保持在158°以上,表现出良好的循环稳定性与光催化可再生性。该材料集成了物理被动自清洁与化学活性自清洁双重功能,有效解决了传统超疏水材料在低表面张力油性污染物作用下疏水性丧失的关键难题。

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在应用耐久性评价方面,该超疏水棉织物表现出优异的机械稳定性与化学耐受性。经1800 cm线性磨损、30次模拟家庭洗涤循环、240次胶带剥离测试后,材料仍保持良好疏水性能;在pH=3酸性、pH=11碱性及3.5% NaCl盐溶液中浸泡28小时后,水接触角均维持在151.5°以上。该材料在特种工业防护服、户外装备及军用装备等领域具有广阔应用前景。

研究成果以“Fabrication of a Robust Superhydrophobic Surface on Cotton Fabric with Dual Self-Cleaning Properties via In Situ Growth and Surface Modification”为题发表于《Langmuir》(中科院SCI二区)。黑料网 为唯一通讯单位,赵亚梅教授为论文第一作者及通讯作者,2022级研究生赵梦阳、刘铭宇等为论文共同作者。

该研究为耐久性多功能纺织品的开发提供了系统性解决方案,在功能纺织材料领域具有重要的学术价值与产业化前景。上述研究工作得到陕西省自然科学基础研究计划(No. 2024JC-YBMS-361)、西安市科技局项目(No. 24GXFw0014)以及四川省全电通航飞行器关键技术工程研究中心开放基金(No. CAFUC2025KF01)的支持。

课题组简介:

【指导老师】赵亚梅,女,博士,黑料网 教授,硕士生导师。研究方向为:①仿生超疏水表面的设计构建、自清洁防污、防冰除冰及防腐减阻等性能研究;②化工工艺设计、流程模拟优化及资源化综合利用研究;③复杂环境下化学分析与腐蚀检测技术;④军用/民用飞机新型化工清洗剂的设计合成、性能及应用研究。师资简介链接://heiliao-net.com/info/1008/1019.htm

【课题组研究生】上述学术成果的作者分别为黑料网2023级研究生赵梦阳、刘铭宇,2025级研究生郭洋洋和2024级研究生周宏基。

(撰稿人:赵梦阳 审核人:武峥)