近期，我中心硕士研究生孙彬彬以第一作者在ACS Sustainable Chemistry & Engineering期刊上发表了题为 “Superhydrophobic UHMWPE Foams with High Mechanical Robustness and Durability Fabricated by Supercritical CO2 Foaming” 的研究论文，董斌斌副教授和米皓阳副教授为论文通讯作者。
具有超疏水和超亲油特性的功能化多孔材料可以自发地将表面能较低的油与表面能较高的水分离。受自然界各种疏水生物表面分级微纳结构的启发，研究人员已经开发了很多方法来制备具有分级微纳结构的多孔材料，但低成本和大规模制造具有高疏水性和耐用性的多孔材料仍是一个巨大的挑战。
本研究开发了基于超临界CO2发泡技术的超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 超疏水多孔材料制备方法。通过超临界发泡获得了具有开孔结构的UHMWPE泡沫，再通过溶剂刻蚀与超疏水二氧化硅 (SiO2)改性在泡沫表面形成低表面能的微纳层级结构。制备的UHMWPE改性泡沫具有优异的疏水性，水接触角高达162 ± 1°。用于选择性吸油及油/水分离时，该泡沫展现出接近100%的分离效率。此外，UHMWPE改性泡沫具有极强的机械稳定性，经超声处理，扭曲，胶带剥离，钢丝绒磨损和刀刮等机械磨损后，材料仍然保持了良好的层级结构及超过156°的水接触角。该研究提出了一种具有极高超疏水性、耐久性和分离效率的UHMWPE泡沫制备方法，有望实现超疏水泡沫的规模化生产。
图1.具有高机械强度和耐受性的UF-MUS泡沫的微观结构、分离效率及超疏水性能。
该研究得到了国家自然科学基金（12072325）,中国111项目(D18023)和国家重点研发计划(2019YFA0706802)的资助。
论文信息: Superhydrophobic UHMWPE Foams with High Mechanical Robustness and Durability Fabricated by Supercritical CO2 Foaming, 2021,DOI: 10.1021/acssuschemeng.1c04573
论文链接： https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c04573
