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　　超疏水涂層在自清潔、抗腐蝕、抗粘附和減阻等方面具有重要的潛在應用。常用的人工制備的超疏水涂層往往由于太陽的光漂白或機械刮擦，而容易失去超疏水性能，這制約其實際應用。如何賦予超疏水涂層自修復的功能，是解決上述問題的一條重要途徑。孫俊奇等將磺化聚醚醚酮-聚烯丙基氯化銨(PAH)復合物與聚丙烯酸(PAA) 層層組裝，基于復合物的大尺度效應，快速制備了具有微納復合結構且具有通透微孔的微米厚度的聚合物涂層。將涂層熱交聯，再化學氣相沉積全氟辛基三甲氧基硅烷（POTS），制備了具有自修復功能的超疏水涂層。該超疏水涂層自修復的功能源于微孔結構的涂層能儲存大量可作為修復劑的疏水的POTS，在超疏水功能受損時釋放出POTS到涂層的表面，實現超疏水功能的修復（見圖1）。超疏水涂層的自修復在濕潤的環境下自發進行，如在40%的相對濕度下超疏水功能的修復僅需4小時，且經歷多次損傷和修復后，超疏水涂層仍能保持原來的超疏水性能。除自修復功能外，該超疏水涂層還具有良好的耐磨性能。這一工作為制備耐損傷、長壽命的超疏水涂層提供了新的思路。該研究成果發表于Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6129-6133，并被選為熱點文章。2010年在德國紐倫堡召開的第三屆歐洲化學與分子科學協會會議（Congress of the European Association for Chemical and Molecular Sciences）的官方網站對這一工作給予了專門介紹（http://euchems2010.wordpress.com/2010/07/20/536）。

　　盡管人們已經制備出了能夠感知各種外界刺激的促動器，但能夠實現對刺激的快速響應，并將外界刺激產生的物理或化學能量高效地轉化為機械運動的促動器的制備卻面臨極大的挑戰。孫俊奇等以PAA/PAH層層組裝膜為響應層，在快速構筑PAA/PAH膜表面旋涂光交聯聚合物層(NOA 63)，再將它們從基底上剝離，制備了雙層結構聚合物自支持膜。高度吸水的PAA/PAH層和不吸水的NOA 63層對環境濕度響應的差異使得雙層結構的自支持膜在環境濕度變化下發生快速可逆的彎曲響應，獲得了濕度響應的促動器。在促動器的兩端連接兩只聚合物基片作為“腳”，制備了濕度驅動的行走機器。當環境相對濕度在11%和40%間周期變化時，行走機器能負載促動器本身重量120倍的重物在棘齒結構的基底上快速行走（見圖2）。力學分析表明，制備高負載、快速響應的行走機器除了與促動器的雙層結構設計有關外，還要求熱交聯的PAA/PAH聚電解質層同時具有高楊氏模量、大的線性濕度膨脹系數以及快速吸收/釋放水的能力。層層組裝由于可以對膜結構精細調控而能夠制備滿足上述要求的聚電解質膜，而將膜從基底上剝離下來，是制備具有彎曲響應促動器的關鍵。相關研究成果發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50，6254-6257。論文在線上網后，Chemistry World雜志于2011年5月以“Polymer caterpillar crawls in humid weather”為題進行了報道。同時，Nature China于2011年6月以“Polymers: tiny crawlers”為題進行了評述。（基金委 化學科學部 董建華）

圖1 自修復超疏水涂層工作原理及修復過程

圖2 濕度驅動的行走機器及行走過程