Bioinspired fabrication of asymmetric wood materials for directional liquid manipulation and transport
Bioinspired fabrication of asymmetric wood materials for directional liquid manipulation and transport
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用于定向液体操纵和运输的不对称木质材料的仿生制造
DOI：
10.1016/j.cej.2019.123168
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发表时间：
2020-03
影响因子：
15.1
通讯作者：
Wang Yu-Zhong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Luo Yu-Qiong;Song Fei;Xu Chen;Wang Xiu-Li;Wang Yu-Zhong
液体的定向输送是许多自然生物的基本过程，对环境、能源乃至生命都具有重要意义。木本植物具有从土壤到空气的定向水分输送能力，而木质材料由于失去了蒸腾作用引起的压差，不再具有这种能力。受仙人掌松上水滴受控传输的启发，在这里，润湿性梯度被构造成沿着木材通道，制造新型的非对称木材切片。分层微/纳米结构和润湿性梯度的切片保证了可调的表面润湿性和定向液体传输性能。除了水之外，所得到的不对称木材可以定向地输送油和水分。此外，该功能木材显示出高的耐苛刻腐蚀性，而不改变微观结构或失去定向液体传输性能。结果表明，非对称木材材料将在液体操纵，水收获和处理，自清洁，防污和智能建筑材料中有用。
Directional liquid transport, an essential process found in many natural creatures, is of great importance to environment, energy, and even life. Wood plants possess directional water transportation from soil to air, however, wood-based materials have no longer such performance because the pressure difference induced by transpiration is lost. Inspired by the controlled transport of water droplets on cactus pine, here, wettability gradient is constructed along wood channels, fabricating novel asymmetric wood slices. The hierarchically micro-/nano-structures and wettability gradients of the slices guarantee the tunable surface wettability and directional liquid transport property. Besides water, the resultant asymmetric wood can directionally deliver oils and moisture. Moreover, the functional wood displays high resistance against harsh corrosions without changing micro-structures or losing directional liquid transport property. The results demonstrate the asymmetric wood material will be useful in liquid manipulation, water harvest and treatment, self-cleaning, anti-fouling, and smart building materials.
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