基于形状记忆海绵的“门控”液体二极管（英文）

作者：宋颖斌; 来华; 焦小雨; 刘鹏昌; 胡栋栋; 康红军; 张东杰; 樊志敏; 谢志民; 刘宇艳^*; 江雷; 成中军^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(09): 2591-2599.

超浸润Janus膜因其独特的单向液体输送能力,被称为“液体二极管”,引起了人们的广泛关注.近年来,赋予Janus膜智能可控性成为一个新的研究热点.然而,相关的报道仍然很少,且限于调节表面浸润性方面,这很难避免一些局限性,如需要恒定外部刺激和特定的水溶液.在此,我们提出了一种通过调节材料的孔结构来智能控制液体在Janus膜上渗透的新策略,并报告了一种由超亲水海绵(SHS)和疏水形状记忆海绵(HSMS)构成的智能Janus海绵(SJS).基于良好的形状记忆效应,HSMS的孔径和厚度可以在压缩/回复状态之间可逆地改变.随着HSMS的变化,水的渗透可以得到巧妙地控制,这体现在只有在HSMS处于压缩状态时, SJS才呈现“液体二极管”的效果,否则将防止液体从两侧渗透.最后,基于SJS的智能可控性,我们模拟了换药场景,展示了其在伤口敷料领域的潜在应用.本工作首次报道了一种形状记忆Janus膜,为控制液体渗透提供了一种新的方法,成功地避免了现有浸润性响应Janus膜存在的缺点.鉴于其良好的可控性,我们相信它在液体智能操纵方面有潜在的应用.

• 单位
  中国科学院; 城市水资源与水环境国家重点实验室