鲁东大学陈雪叶课题组《JMCA》：仿生锥形-梯度槽耦合表面：实现高效油水分离
随着工业发展，有机废水违法排放导致含油水量激增，高效油水分离技术成为环保领域的 “卡脖子” 难题。传统分离方法依赖外部能量，成本高且效率有限，而自然界中银杏叶沟槽、松针锥形等生物结构却能巧妙利用物理特性实现液滴自驱动输运，为我们提供了创新灵感。近日，鲁东大学陈雪叶教授团队受自然界中银杏叶与松针结构的启发，结合松针的锥形结构与银杏叶表面凹槽，利用微纳 3D 打印技术，成功构建仿生锥形 - 梯度槽耦合表面（2-BCGG），实现油滴在无外部能源下的逆重力自驱动输运。该结构通过拉普拉斯压力与毛细力协同作用，实现了油滴的自驱动、跨界面高效运输，最大运输速度达55.2 mm/s，是传统锥形结构的11倍，为油水分离领域提供了新的思路和方法。本研究融合松针锥形与银杏叶沟槽结构，通过 3D 打印构建 “仿生锥形 - 梯度槽耦合表面（2-BCGG）”，利用拉普拉斯压力与毛细力协同驱动，实现油滴多环境逆重力高效输运，速度达传统结构 11 倍，对大体积油滴亦具优异性能。基于该结构开发的自驱动集油装置无需外部能源，可快速分离油水混合物，为海洋漏油、工业废水处理等提供低耗高效方案。研究拓展仿生界面材料应用，为绿色分离技术提供新路径。相关成果以霍绪尧副教授和2023级研究生陈鑫坤为共同第一作者，陈雪叶教授为通讯作者发表于国际权威期刊《Journal of Materials Chemistry A》上。声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！