由表面化学性质及材料自身多尺度结构所驱动的单向液体传输如单向导水、单向导油在微流控、油水分离、液体阀门及智能纤维膜材料表现出巨大的应用潜力。到目前为止，单向导油材料只能在单一介质中（空气中或水中）发挥作用，环境介质的变化会破坏单向导油性能。能够同时在空气和水中（两栖）具有单向导油能力多孔材料的制备成为一种巨大挑战。此外，提高单向导油稳定性和涂层牢度仍然是目前亟待解决的难题。

  在近期研究中，青岛大学周华教授、牛海涛副教授与迪肯大学林童教授合作，通过分子结构设计开发了一种新型的两栖（空气中和水中）单向导油Janus纺织材料。该材料由两步法制备而成，首先，通过浸渍涂层将两种分别带有亲水和亲油官能团的化合物处理在涤纶纺织材料表面，经过交联处理后的涤纶基材表现出良好的两栖超亲油性能。其次，采用静电喷涂的方法将具有两栖亲水-疏油官能团的含氟聚合物处理在涤纶纺织材料的一侧，使处理后的涤纶材料两侧分别具有超亲油和超疏油的相反润湿性。通过调整静电喷涂工艺可以控制疏油涂层在织物表面分布及内部的渗透厚度，当涂层厚度合适时，该Janus材料表现出稳定的两栖单向导油性能，不论在空气中还是水中，都可以自动的将油（表面能在24-32mN/m范围内，如植物油、柴油、十六烷、十二烷等）由疏油侧传输到亲油侧，而反方向传输则被阻止。

  此外，由于分子间的相互作用以及交联，经过处理的Janus材料具有良好的涂层牢度，经过反复洗涤、磨损、长久储存及强酸强碱腐蚀后，仍保持原有的两栖单向导油性质。这种新型Janus单向导油材料可用于两栖油/水分离和水下油收集，并可在液体输送、捕获及分离、微流体器件、智能纺织材料的开发中得到应用。

图1. a) 具有不同亲水、亲油及疏油官能团化合物分子结构以及交联反应，b) 两栖单向导油涤纶织物处理过程示意图。

图2.涂层量随静电喷涂时间的变化，b，c)视频截图显示处理后Janus涤纶织物分别在空气中和水中单向导油特性（柴油，液滴大小为10μL），d,e) 柴油在Janus织物两面接触角随静电喷涂时间的变化，f,g)共聚焦显微镜图像显示未处理织物截面，以及静电喷涂后织物截面图像，红色区域为静电喷涂层，h)Janus织物两面油渗透压随静电喷涂时间的变化。

图3. a, b) 植物油（蓝）/水（红）通过Janus织物基材分离过程：a)当基材未喷涂面（N-side）朝上时，水可以通过而油被阻止实现分离，b)当基材喷涂面(S-side)朝上时，油水则都可以通过，c)视频截图显示单向导油Janus材料具有水下油收集性能。

  上述工作近期发表在CEJ上（Chem.Eng.J. doi.org/10.1016/j.cej.2021.131936）。论文第一作者及通讯作者为青岛大学周华教授，共同通讯作者为青岛大学牛海涛副教授与迪肯大学林童教授。

  论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721035166