pH响应智能表面

酸碱液滴接触角差127°

结合飞秒激光直写和刺激响应聚合物接枝，实现表面润湿性对pH的大幅可调，并通过微结构设计进一步增强响应性能。

Jiazhao, Long · Yiting, Liu · Zhang, Haoran · 王猛

ACS Applied Materials & Interfaces 2023

具体参数

接触角差

{'zh': '127', 'en': '127'} °

接触角差（粗糙表面）

{'zh': '118', 'en': '118'} °

技术优势

响应幅度翻倍

粗糙表面较平整表面提供更大的接触角差（~118°对比~72°），证明微观粗糙结构放大了pH响应。

图案优化再增强

借助激光直写对表面微结构的精确控制，优化图案将接触角差进一步提升至~127°。

液滴路径可控

构建具有不同润湿性分布的组合智能表面，实现酸性和碱性液滴在亲水-疏水边界上的不对称润湿行为。

应用场景

• 微流控液滴操控：亲疏水边界对酸碱液滴不对称浸润，可实现无阀门的液滴分离与路径控制。
• 智能pH传感：接触角随pH大幅变化，酸碱液滴润湿差异明显，可直接视觉区分液体性质。
• 生物医学表面：pH响应性表面可在生理相关pH下调节蛋白吸附或细胞粘附，用于智能植入体。
• 刺激响应涂层：PDEAEMA接枝提供可逆的pH响应润湿性切换，可作为智能涂层调节表面性质。