液體分泌在自然界中隨處可見。功能性液體的分泌可改變生物體表面的潤滑程度，或是在生態(tài)系統(tǒng)中起到傳輸生長必需的化學(xué)元素的作用。過去十幾年里已經(jīng)被研制出的仿生出汗人造皮膚受限于分泌液體的單一性，即只能分泌出單一極性的液體，極性或是非極性；而既能夠分泌出極性液體，又能夠分泌出非極性液體的人造皮膚一直還未能被研制出來。荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)劉丹青教授和詹媛媛博士基于之前的研究工作（Matter, 2020, 3, 782; ACS Appl. Polym. Mater. 2020, 2, 4071; Angew. Chem. Int. Ed. 2022,61,e202207468），近日以Perspiring Soft Robotics Skin Constituted by Dynamic Polarity-Switching Porous Liquid Crystal Membrane為題在Advanced Materials中報道了一種簡單的研究方法克服了這一難題，即通過轉(zhuǎn)變液晶聚合物薄膜的極性來改變可被吸收以及分泌的液體的極性。液晶薄膜中只需添加一種含有丙烯酸酯類的苯甲酸衍生物，該化合物常態(tài)為含有氫鍵的二聚體，而氫鍵在經(jīng)過堿液處理后會發(fā)生斷裂，形成聚合物鹽。氫鍵的形成與斷裂可各自通過中性水與堿液的處理來控制，這也說明了該人造皮膚的極性可有效的在非極性與極性間轉(zhuǎn)變（圖1）。
圖1. 多孔狀液晶聚合物薄膜中極性與極性或者非極性液體的交換的示意圖
通過改變薄膜的極性，作者可填充多種不同的極性液體，如乙二醇、聚乙二醇、二甲基亞砜和水。同時，作者展示了填有不同極性液體的薄膜的多種潛在應(yīng)用（圖2），其中包含防冰涂層、表面摩擦力調(diào)控、藥物釋放，以及光控表面粘附力調(diào)控。值得一提的是，表面粘附性調(diào)控與藥物釋放功能的相結(jié)合可能會為醫(yī)療領(lǐng)域中的光控易撕創(chuàng)可貼提供巨大的參考價值。
圖2. 填有極性液體的液晶聚合物薄膜的多種潛在應(yīng)用：a-c防冰涂層；d表面摩擦力調(diào)控；e-f藥物釋放；g-m光控表面粘附性調(diào)控
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