超浸润材料由于其对油和水具有选择性亲疏的能力在众多领域有着广泛的应用,是当今研究的热点之一。材料表面的化学组成和微观结构对浸润性的调节至关重要,决定着超浸润材料的应用。为此,本论文选取低表面能的聚苯乙烯及其复合材料为研究对象,通过结构的改变实现了浸润性的有效调节,开发了其在生物检测、微液滴传输和油水分离领域中的应用。主要研究内容如下:1.利用静电纺丝法制备了低滚动角的超疏水聚苯乙烯膜,该聚苯乙烯膜由“爆米花”状的微纳复合结构和纳米纤维网络共同组成。以该聚苯乙烯膜为检测基底,创建了蛋白质微液滴检测新技术,实现了牛血清白蛋白分子的快速定性及高灵敏定量检测;超疏水表面确保了球状液滴的形成,使待测样品量由传统方法的上百微升降至十微升,有效减少了试剂浪费;低的滚动角有利于提高液滴的可操作性;待测液滴的浓缩使检测灵敏度提升了16倍。这种微液滴蛋白质检测技术具有一定的普适性。本研究为实现微量生物/化学分子的高灵敏检测提供了新的技术指导。2.利用静电纺丝法制备了超疏水氧化锌/聚苯乙烯复合膜,该薄膜具有串珠状微纳复合结构。借助氧化锌的光催化作用,控制光照时间实现了滚动角在4-180°范围内的有效调节。在此基础上,控制光照区域实现了滚动角的图案化,使液滴在特定区域汇集。协同控制光照时间和光照区域获得了滚动角阶梯性变化的超疏水表面,使液滴定向传输。本研究在图像加密、信息传递和微流控领域展现了广阔的应用前景。3.利用静电纺丝法制备了二氧化硅/聚苯乙烯复合膜,该复合膜具有多孔的串珠状微纳复合结构。多孔结构的构建增加了薄膜表面的粗糙度,增强了薄膜与油之间的毛细力作用,有助于实现超疏水、超亲油特性。这种薄膜可在八秒内快速实现油水分离,其吸油量随粘度的增加而增大,最大吸油量可达122.7 g/g,处于相关领域领先水平。这种超疏水-超亲油微纳复合膜在油水分离领域展现了巨大的应用潜力,可用于解决油泄漏所造成的环境污染问题。