近日,湖北大学材料科学与工程学院郭志光教授仿生摩擦课题组开发高效光热转换和超疏水性能完美融合的仿生多功能智能织物,相关成果以“Bioinspired Ultrasmall-Bandgap MOF-Integrated Superhydrophobic Textiles via In-Situ Self-Assembly: Enabling Next-Generation Multifunctional Smart Textiles”为题发表在国际期刊《Advanced Functional Materials》。2024级硕士研究生刘晶晶为第一作者,湖北大学为第一作者单位,湖北大学裴颗副教授和郭志光教授、武汉纺织大学姜会钰教授和香港中文大学周志文博士为通讯作者。
论文提出一种将超窄带隙MOF材料的仿生结构组装到织物基底以构建多功能智能纺织品的创新策略。通过原位自组装与溶液法沉积相结合,开发出一种可放大工艺,可在纺织品上牢固锚定并保持晶态纳米结构的MOF仿生结构。该AgTCNQ-MOF织物在严苛机械与紫外老化条件下仍保持超疏水稳定性,具备全紫外屏蔽及99.8%抗菌率,直击防护装备的核心需求,实现高效油水分离与优异防冰性能。更重要的是,其超高光热转换效率与超宽带光谱吸收协同作用,实现两大突破:372s内完成光热除冰,以及原油快速回收,吸附容量达4.65g·g-1,吸附速率高达2.21g·min-1;同时,该织物展现出出色的机械柔性,5000次往复弯曲循环后性能保持率仍高达85%。本研究开创性地将半导体能带调控理论与仿生微纳制造技术、先进纺织工程进行跨学科融合,成功构建了具备智能响应特性的新一代柔性织物体系。该创新成果不仅为智能可穿戴系统开发提供了理论模型与技术范式,更在医疗健康监测、工业级精密过滤以及动态环境适应型机器人等尖端领域开拓出崭新的技术路径。
郭志光教授近年来通过调控材料表面润湿性,在水收集、油水分离、防冰除冰、能源收集、气泡操控等领域进行性能和机理方面研究。现任Bio-Design and Manufacturing、Journal of Bionic Engineering和Friction杂志副主编,主持承担国家自然科学重点基金项目、优秀青年科学基金项目和面上项目等。在国际期刊发表学术论文660余篇,SCI引用28000余次,H因子90。出版中英文专著4部。入选全球高被引学者(2018-2024)和Scholar GPS2024全球“前0.05%顶尖学者”榜单。裴颗副教授聚焦仿生超疏水表界面以及基于半导体材料的光热超疏水表面研究,发表论文20余篇,主持国家自然科学基金青年项目、博士后国际交流计划引进计划等,获教育部自然科学奖二等奖、人社部高层次留学人才回国资助,入选湖北省“百人计划”。
论文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202513624
(审稿:陈亮)