近日，四川大學王玉忠院士和宋飛教授在Nature Communications上發表題為“A Confined-Etching Strategy for Intrinsic Anisotropic Surface Wetting Patterning”的研究論文(Nat. Commun. 2022, 13, 3078)。四川大學為論文唯一署名單位，化學學院環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室2019級博士研究生馮蕊為論文第一作者，王玉忠教授和宋飛教授為通訊作者。

自然生物啟發的圖案化潤濕差異表面近年來得到了長足發展。通過精確控制表面的局部可潤濕性，可實現可控潤濕、各向異性潤濕、定向粘附等獨特性能，在水汽凝結與收集、液體操控、熱管理、細胞培養、打印技術、生物傳感、光電制造等基礎研究和工業制造領域具有廣泛應用前景。然而，精確、復雜圖案的制備往往需依賴光刻、等離子體刻蝕、飛秒激光等手段，涉及光刻膠、光掩模等昂貴耗材的使用，限制了此類表面的發展與應用。

由四川大學王玉忠院士創建的環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室，長期從事生物基與生物降解高分子材料的基礎與應用研究工作。該團隊受可降解高分子材料分解過程因化學和物理結構改變導致材料表面潤濕性變化所啟發，提出了一種可控限域化學刻蝕策略，僅利用普通商用噴墨打印機即可實現精確、復雜圖案化潤濕差異表面的簡單、快速制備（例如二維碼圖案）。通過三醋酸纖維素在NaOH水溶液中的脫乙酰降解反應，結合水滴模板法與噴墨打印技術，在三醋酸纖維素多孔表面成功實現差異化堿刻蝕，從而制備了具有本征潤濕差異的圖案化表面。表面圖案區域與非圖案區域具有明顯潤濕差異性，并且表面潤濕性與微觀形貌可通過控制脫乙酰化程度予以調控。制備的圖案化表面在響應型信息存儲與加密、柔性電子器件的制備等領域展現出良好的應用前景。

表面限域刻蝕策略示意圖

噴墨打印預處理表面的快速圖案化刻蝕與信息加密防偽應用展示

該方法可克服掩膜依賴性，操作簡單易行、無需昂貴設備與耗材，可設計圖案種類豐富且精度較高。此外，這種策略還有望進一步拓展至各類可降解高分子材料，通過表面圖案化賦予可降解高分子材料更多的先進功能。該工作由國家自然科學基金聯合基金（重點項目，U21A2096）等項目經費支持，已授權發明專利ZL 202110570617.7。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-30832-4

參考資料：https://chem.scu.edu.cn/info/1172/5599.htm