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Nano Res.│一石二鸟：固体塑料垃圾“摇身一变”为超疏水功能材料

作者：Nano Research 2022-06-06

本篇文章版权为张华课题组所有，未经授权禁止转载。

背景介绍

随着工业化发展，人类社会面临诸多环境挑战。一方面，水资源污染威胁着人类的健康与社会发展；另一方面，人类的日常生活与生产带来了大量的生活废品与工业垃圾。近年来，发展一种“一石二鸟”策略，即将固体废品直接转化为具有高附加值的多功能材料，来同时解决多种环境问题，成为科学家们积极探索的研究课题。

成果简介

近日，香港城市大学化学系张华教授课题组在固体塑料废弃物转化为超疏水多功能材料方面的研究取得进展。本研究提出了一种简便可行的方法，将废旧聚苯乙烯一次性餐盒与二氧化硅颗粒混合后涂敷于无纺布基底，将无纺布转化为具有超疏水性质的多孔能材料。该超疏水材料不仅能够通过吸附和过滤的方式净化含油污水，也在自清洁衣物方面展现出应用潜力。

图文导读

图1 聚苯乙烯/二氧化硅涂覆的超疏水布料的形貌。（a, b) 原始无纺布基底的SEM照片。（c, d) 聚苯乙烯/二氧化硅涂覆后的超疏水布料的SEM照片。

图2聚苯乙烯/二氧化硅涂覆布料的超疏水性质。（a) 水滴和油滴可同时被原始无纺布基底吸收。（b, c, d）聚苯乙烯/二氧化硅涂覆布料的超疏水性质测试。

图3聚苯乙烯/二氧化硅涂覆布料的超疏水特性在不同环境条件下的稳定性测试。

（a) 酸碱与盐溶液对材料超疏水性质的影响。(b) 高温环境对材料超疏水性质的影响。(c, d) 反复机械摩擦对材料超疏水性质的影响。

图4聚苯乙烯/二氧化硅涂覆布料的应用。(a) 吸附法净化含油污水。(b) 过滤法净化含油污水。(c）仿荷叶自清洁表面。

作者简介

张华，1992和1995年分别获南京大学学士和硕士学位，1998年获北京大学博士学位(导师：刘忠范院士)。1999和2001年分别赴比利时鲁汶大学Prof. Frans C. De Schryver课题组和美国西北大学Prof. Chad A. Mirkin课题组从事博士后研究。2003和2015年分别在美国NanoInk 公司和新加坡生物工程与纳米技术研究院工作。2006年加入新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院任助理教授，分别于2011、2013年晋升为副教授、教授。2019年，全职加盟香港城市大学化学系，现任胡晓明讲座教授（纳米材料）。

张华教授的研究领域涵盖多个前沿交叉学科。目前的研究聚焦于纳米材料相工程（PEN）、精细多级结构的可控外延生长等；具体工作主要包括以下几个方面：超薄二维纳米材料（如金属纳米片、金属硫化物、石墨烯、金属有机骨架、共价有机框架等）、新型金属相和半导体纳米材料、新型无定形纳米材料，及其多功能纳米复合材料的制备，以及在催化、清洁能源、光电器件、纳米与生物传感、环境水污染处理等方面的应用研究。

迄今为止，张华教授已在中国、美国、欧洲、新加坡等地申请专利70余项（包括授权1项中国专利，10项美国专利，1项欧洲专利和3项新加坡专利），发表了530余篇学术论文。截止于2022年2月26日，基于谷歌学术和科睿唯安的统计数据，张华教授的文章分别被引114,000余次（H因子为165）和97,500 余次（H因子为156）。张华教授于2020年当选欧洲科学院外籍院士 (Foreign Fellow of European Academy of Sciences)，2015年当选亚太材料学院院士 (Academician of the Asia Pacific Academy of Materials)，2014年当选英国皇家化学会会士 (Fellow of the Royal Society of Chemistry)。张华教授所获得学术荣誉和奖项包括：入选“全球最有影响力科学思想名录（the World's Most Influential Scientific Minds）”和“高被引科学家名单”(2014年“材料科学”，2015-2021“化学”和“材料科学”；汤森路透/科睿唯安), 2014和2015年分别入选全球17和19位热门科学家榜单 (Hottest Researchers of Today)，并于2014年在“Materials and More”领域排名第一（汤森路透)，荣获香港城市大学校长奖（2021), 澳大利亚伍龙贡大学校长国际学者奖 (Vice-Chancellor's International Scholar Award，2016)，美国化学学会ACS Nano Lectureship奖 (2015), 世界文化理事会(WCC)特别表彰奖 (Special Recognition Award，2013), 希腊ONASSIA Foundation Lectureship (2013), SMALL青年创新奖 (Wiley-VCH, 2012) ，南洋杰出研究奖 (2011)等。现任《SmartMat》共同主编，《ChemNanoMat》共同编辑委员会主席，《Advanced Materials》、《Advanced Functional Materials》、《ACS Nano》、《Small》、《Chem》、《Matter》、《Research》、《eScience》、《Aggregate》、《高等学校化学学报》、《物理化学学报》等30余种杂志的编委会或顾问委员会成员。

文章信息

Q. Ma, Z. Wu, V.A. Neacșu, et al. Recycling plastic waste into multifunctional superhydrophobic textiles. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4249-y.