近日,化学工程领域刊物《Chemical Engineering Journal》以“A mechanically durable slippery liquid-infused porous surface based on distinctive ‘jaboticaba-like’ TiO₂/sepiolite nanocomposites with superior hot water repellency and anti-corrosion for protecting various substrates”为题，报道了我院制备的具有优异机械耐用性、疏液性和防腐蚀性的“树葡萄状”TiO₂/海泡石纳米复合材料方面的研究成果。

润滑液体注入多孔表面（SLIPS）是将液体层引入到固体多孔膜中所制备的类似于猪笼草表面性质的功能表面，该表面具有较好的疏液性、稳定性和自修复能力，SLIPS在防结冰、自清洁、防腐蚀等方面的潜在应用使其成为材料领域的研究热点。然而，SLIPS在实际应用中很容易因机械磨损而退化，还会在环境剪应力的影响下出现润滑液的迅速流失，严重降低了SLIPS的稳定性。因此，提高基材表面含油多孔结构的机械稳定性和长效留存润滑剂的能力是延长SLIPS使用寿命的关键因素。

我院屈孟男教授研究团队通过溶胶-凝胶法在海泡石纤维结构上沉积TiO₂纳米球，构建了一种独特的“树葡萄状”仿生分级微纳米结构，并用氟硅烷修饰该微纳米结构，得到了超疏水复合填料。作者选择对金属基材附着力好、表面能低的PVDF-HFP作为粘合剂，与超疏水复合填料经过喷涂、固化交联和灌注硅油的方法最终得到了SLIPS。聚合物粘合剂、复合填料和基材三者之间的多种界面相互作用使得SLIPS具有优异的储油性能和机械稳定性。在高压水射流（40kPa）、长时间浸泡（5天）、高剪切力（8000 rpm）和沸水浸泡的情况下，所制备的SLIPS保持了润滑性和优异的稳定性。在海水模拟实验中，SLIPS可以有效地保护金属免受腐蚀，其优越的储油能力使其具有较好的稳定性，可应用于多种基材，为复杂苛刻环境中金属防护涂层的设计提供了一种新的策略，对机械耐用的SLIPS的大规模生产和应用具有重大意义。

该论文实验部分由我院中心实验室教师朱雪丹（第一作者）完成，通讯作者为屈孟男教授和何金梅副教授。西安科技大学为唯一署名机构。该项研究得到了国家自然科学基金，陕西省高等学校青年创新团队和陕西省科技厅等项目的资助支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148667

图1.（a）SLIPS制备及液滴滑动状态示意图；

（b）超疏水复合填料及超疏水表面（SC）的制备机理示意图。

图2.由于氢键、共价键和聚合物交联形成的“树葡萄状”分级级微纳米结构，使SLIPS具有优异的机械耐久性、光滑性和金属耐腐蚀性。