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Feng等人利用偶氮基聚合物制備了一種光控滲入的蜘蛛絲結(jié)構(gòu)。在紫外光照射下，在可見光和可見光照射下，材料可以在親水性和疏水性之間自由切換。在疏水紡錘表面，凝聚液滴聚集在紡錘細(xì)端；而在親水表面，凝聚液滴聚集在紡錘中部較厚的位置。這表明表面潤濕性對蜘蛛絲結(jié)構(gòu)的集水特性有積極的影響。蜘蛛絲的結(jié)構(gòu)對吸水有非常重要的作用，它可以改變主軸接頭的表面粗糙度或化學(xué)成分，或在主軸接頭上引入智能響應(yīng)分子。
Zheng等人將含有PNIPAAm鏈段的熱響應(yīng)性聚合物分子引入紡錘結(jié)，以及含有偶氮苯鏈段的光響應(yīng)性聚合物分子，能夠精確控制仿生蜘蛛絲纖維上小液滴的運(yùn)動方向。這些研究豐富了仿生捕集霧氣界面材料的研究，并展示特殊界面材料在高效霧水收集方面的優(yōu)勢。
納米布(Namib)沙漠形成于8000萬年前，現(xiàn)在位于非洲最大的納米布 - 諾克盧夫特公園。這里的年降雨量不到13毫米，迫使當(dāng)?shù)貏又参锇l(fā)展出特殊的生理生態(tài)和行為。而在夜間的大部分時間里，從海上來的霧會帶來一些水，這是草、蛇、蜘蛛、甲蟲和蜥蜴在沙漠中生存所必需的水分。經(jīng)過幾千年的進(jìn)化，許多動物都能很好地適應(yīng)干旱的環(huán)境。
作為一種閃閃發(fā)光的生物，納米布沙漠甲蟲以其出色的集水能力而聞名。2001年，Park教授和其他人發(fā)現(xiàn)，納米比亞沙漠甲蟲可以通過背部的親水和疏水交替模式收捕集霧氣(1 - 9a)。研究人員觀察到，甲蟲背部有許多不規(guī)則排列的突起，突起之間的距離為0.5μm - 1.5μm，突起表面光滑，具有一定的親水性；突起間隙的側(cè)坡和凹陷由疏水蠟質(zhì)材料組成，呈規(guī)則的六角形半球結(jié)構(gòu)，疏水蠟質(zhì)的直徑約為10μm。
霧中的小液滴在接觸親水部分的突起后被吸附，接觸疏水區(qū)域的小液滴也會被部分吹到或反彈到親水性區(qū)域，使親水性區(qū)域的小液滴迅速長大。最后，水滴覆蓋了甲蟲背部凹凸處的整個親水性區(qū)域，水分從非親水性部分的底部輸送到甲蟲的嘴里，以滿足其用水需求。
受納米布沙漠中的斯滕卡拉甲蟲的啟發(fā)，人們建造了大量親水 - 疏水的圖案化表面。通常，在這種圖案化的可濕潤表面上，至少有兩部分具有不同的潤濕性(親水性和疏水性)，通過簡單地將具有不同潤濕性的材料壓在一起來制作具有適合于捕集霧氣的圖案尺寸的復(fù)合表面。
基于這一新策略，集水材料需要滿足以下兩個重要要求：一種材料必須是柔性的，另一種材料必須具有適當(dāng)?shù)目讖?，以便通過簡單的處理將其結(jié)合在一起形成復(fù)合表面，以及這兩種材料具有不同的潤濕能力或可以進(jìn)行潤濕性改性。
Wang等人使用了一種簡單、易操作、低成本的方法來合成具有高效霧水收集功能的親水 - 超疏水混合表面。具體步驟如下：
Xin等人報(bào)道了一種多功能的簡單的海綿狀棉織物，它可以自動從潮濕的大氣中收集和釋放水分，這是由典型沙漠晝夜范圍內(nèi)的溫度變化引發(fā)的。用聚N - 異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)通過“接枝”的方法對棉織物的親水性表面進(jìn)行改性。
人們普遍認(rèn)為，溫度敏感的PNIPAAm在特定溫度32°C下經(jīng)歷了從盤繞到球狀的轉(zhuǎn)變(分別從親水到疏水)，這被稱為較低的臨界溶液溫度(LCST)。由于溫度敏感型聚合物與織物表面的高度粗糙相結(jié)合，使得織物的超疏水性和超親水性兩種極端的潤濕狀態(tài)發(fā)生了轉(zhuǎn)換，這種潤濕狀態(tài)可以在多次循環(huán)中重復(fù)和可逆。通過調(diào)節(jié)LCST以下的溫度，可以從霧或潮濕的大氣中捕獲水。
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