自然界中的荷葉有強(qiáng)烈的斥水性能，以至于水滴可以在上面自由滾動(dòng)，相反，一些蘚類植物，如泥炭蘚則具有極強(qiáng)的親水能力致使其能夠直接吸收水分以維持生存。受這些生物材料的啟發(fā)而制備的具有超強(qiáng)斥水性（超疏水）或者超強(qiáng)親水性（超親水）的材料被統(tǒng)稱為超浸潤(rùn)材料。超浸潤(rùn)材料在生活中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，如滴落在雨傘上的雨滴會(huì)馬上滑落，雨傘表面即為超疏水材料，而防霧鏡表面一般會(huì)涂覆一層超親水材料，使得水蒸汽不能在其表面形成水珠而是形成均勻水膜，從而實(shí)現(xiàn)防霧效果。

　　通過外界條件，如紫外光輻照，等離子體處理及調(diào)控溫度等，能夠?qū)崿F(xiàn)超疏水與超親水間可逆轉(zhuǎn)化的材料被稱為具有可逆超浸潤(rùn)性的材料。由于浸潤(rùn)性的可控，這種“智能開關(guān)”在微流體技術(shù)、自清潔材料、水下油滴定向運(yùn)輸和收集等許多研究領(lǐng)域具有重要意義，成為當(dāng)今浸潤(rùn)性領(lǐng)域最重要的發(fā)展方向之一。但是，由于目前技術(shù)的限制，具有可逆超浸潤(rùn)性的材料仍然面臨著轉(zhuǎn)化時(shí)間較長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化工藝復(fù)雜等問題，嚴(yán)重制約著此類材料的發(fā)展與應(yīng)用。

　　近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所赫曉東教授、王榮國(guó)教授團(tuán)隊(duì)在石墨烯基超浸潤(rùn)材料的構(gòu)建及超浸潤(rùn)性快速可逆轉(zhuǎn)化方面取得新進(jìn)展。研究成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（AdvancedFunctionalMaterials）上，第一作者為博士生丁國(guó)民，指導(dǎo)教師王榮國(guó)教授和矯維成教授為共同通訊作者。

　　赫曉東教授、王榮國(guó)教授團(tuán)隊(duì)通過皮克林乳液技術(shù)和蒸汽溢出的簡(jiǎn)單方法研制出了一種具有超疏水性的石墨烯基材料OCGN。該材料通過等離子處理1s后便能從超疏水狀態(tài)轉(zhuǎn)化為超親水狀態(tài)，顯著縮短了轉(zhuǎn)化時(shí)間（文獻(xiàn)可見報(bào)道最短轉(zhuǎn)化時(shí)間為25s）。另外，具有超親水性的OCGN在水下表現(xiàn)出超疏油性，并且其對(duì)水下油滴的黏附性可控，利用此種特性可完成水下油滴的定向運(yùn)輸。同時(shí)，該材料還具備通電發(fā)熱的特性，僅在施加低電壓的條件下，就能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫狀態(tài)。結(jié)合電熱特性，該團(tuán)隊(duì)首次利用焦耳熱在最短1min時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了OCGN表面超疏水性的超快恢復(fù)。這種具有快速可逆轉(zhuǎn)化的超浸潤(rùn)性材料在超浸潤(rùn)表面領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　值得一提的是，該課題組在石墨烯基復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與可控制備及功能性研究方面還取得了多項(xiàng)研究成果。前期已成功制備出了具有高靈敏氣體傳感性的零維石墨烯基復(fù)合材料；研制了一種能夠快速檢測(cè)氣體的一維石墨烯基復(fù)合材料；設(shè)計(jì)并制備了一種對(duì)水滴具有高黏附力和自我感知能力的三維石墨烯基閉孔微球分級(jí)材料及石墨烯定向排列增強(qiáng)的微結(jié)構(gòu)有序復(fù)合材料。