中南大学银恺课题组《Small Methods》：飞秒激光构建超润湿微/纳米结构表面用于单滴高效酒精检测

酒精在能源、生物医学、和食品工业等一系列实际应用中至关重要。而不同浓度的酒精往往具有不同的用途，例如，95%的浓度可以用于酒精灯燃料，70-75%的浓度用于杀菌消毒，34-53%的浓度用于日常食用白酒。到目前为止，已经提出了几种常见的酒精检测方法，如比色法、气体传感器检测和气相色谱-质谱法等。然而，这些方法存在样本消耗量大、需要消耗额外的能量或者操作复杂等缺点。因此，探索一种简单有效、持久的酒精检测方法具有重要的意义。

目前，中南大学银恺教授团队受荷叶的超润湿性启发，利用飞秒激光直写技术，在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上设计了一种超疏水、超亲酒精表面（LTP），并将其应用于酒精检测。相关工作以“One droplet toward efficient alcohol detection using femtosecond laser textured micro/nanostructured surface with superwettability”为题发表在《Small Methods》上。在该工作中，使用飞秒激光在PDMS表面进行直写，构建的超润湿表面，经过1000次水-乙醇循环、300天的室温稳定性测试、基底热稳定性和水洗稳定性测试，仍保持超疏水、超亲酒精特性，表现出优异的可重复性和稳定性。此外，由于LTP表面对水和酒精的极端润湿性，不同浓度的酒精在其表面上展现出不同的润湿性，因此在LTP表面上可根据液体接触角的大小实现单滴酒精浓度检测、真假酒鉴别（限掺杂的假酒）以及酒精气体分子检测，这些检测方法均不需要输入额外能量，具有操作简单、成本低等优点。该工作展示了LTP表面在多功能酒精检测上的潜在应用，并且为高效酒精检测的材料制备提供了一种新方法。

本工作由中南大学物理与电子学院/极端服役性能精准制造全国重点实验室银恺教授课题组独立完成。中南大学物理与电子学院2021级硕士研究生邓钦文为本研究论文的第一作者。同时，本研究得到了中南大学物理与电子学院何军教授和和中南大学机电工程学院段吉安教授的大力支持，并得到了国家自然科学基金（52222513, 52075557, 52105497）、湖南省自然科学基金（2021JJ20067）、湖南省科技创新计划（2021RC3011）和中南大学创新驱动研究计划（2023CXQD019）等项目的资助，谨此感谢。

中南大学物理与电子学院/极端服役性能精准制造全国重点实验室银恺教授课题组一直致力于超快激光微纳制造方法与仿生多尺度界面功能材料制备的研究。目前，课题组正在招收博士后2-3名，欢迎物理、机械、电子、光电、材料等方向的博士到本课题组开展博士后（师资）研究。有意者请发简历给kaiyin@csu.edu.cn。

课题组相关信息请参考：

https://faculty.csu.edu.cn/yinkai/zh_CN/index.htm

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202300290

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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