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借助異質材料的接觸與融合所產生的表面和界面的奇異功能特性，來創造新型材料和器件，已成為許多研究領域的指導思想。而納米層次上的表面和界面科學的發展，又為跨越物理、化學、生物、材料科學和納米科技等重大學科的新興交叉研究提供了有利時機。“二元協同納米界面材料”就是從這一新層次起步的有關功能材料研制的新材料。

 　　*，物性的二元協同互補性是一個普通的概念，可以表現為多種形式。如：親水性與疏水性（親油性與疏油性），導電性與絕緣性，表面幾何結構的互補性（如凸與凹），順磁性與抗磁性，半導體的p型與n型，強誘電體與反強誘電體等等。“二元協同納米界面結構”這一新概念是以利用分子以上層次的化學和利用外場（光場、電場、磁場、熱場等等）誘導下的非平衡態的協同效應為前提，在材料的宏觀表面建造二元協同納米界面結構。該類界面材料的設計思想是，人們不一定追求合成的材料，當采取某種特殊的表面加工后，在介觀尺度能形成交錯混雜的兩種性質不同的二維表面相區；而每個相區的面積，以及兩相構建的“界面”是納米尺寸的。研究表明，這樣具有不同、甚至相反理化性質的納米相區，在某種條件下具有協同的相互作用，以致在宏觀表面上呈現出超常規的界面物性的材料。“二元協同納米界面材料”是按照基礎研究與技術投產高度重疊的發展模式，以便迅速建立起市場上處于地位的有重大工業前景的功能材料產業。

 　　研究表明，光的照射可引起TiO2表面在納米區域形成親水性及親油性兩相共存的二元協同納米界面結構。這樣在宏觀的TiO2表面將表現出奇妙的超雙親性。筆者所在的研究組利用這種原理制作納米材料，修飾玻璃等建筑材料表面，使之具有自潔及防霧等效果。

 　　這種雙親二元協同原理，同樣可以用來指導進一步設計和研究開發在其他基材上使用的超雙親性修飾劑。例如，在纖維及衣物上使用修飾劑，將使它們具有超雙親性。可以設想洗滌衣物可以僅用清水沖洗，不再使用傳統的洗潔劑；同樣也可以應用到人造血管和人造人體器官的表面修飾，以防止血栓的形成，并且改善同活體組織的兼容性，以大大延長使用壽命。上述材料，對人類生活和凈化環境都是十分重要的。

利用由下到上、由原子到分子、由分子到聚集體的外延生長納米化學方法，可以在特定的表面上建造納米尺寸幾何形狀互補的（如凸與凹相間）界面結構。由于在納米尺寸低凹的表面可吸附氣體分子，所以在宏觀表面上相當于有一層穩定的氣體薄膜，使油或水無法與材料的表面直接接觸，從而使材料的表面呈現超常的雙疏性。這時水滴或油滴與界面的接觸角趨于大值。如果在輸油管的管道內壁采用帶有防靜電功能的材料建造這種表面修飾涂層，則可實施石油與管壁的無接觸運輸。這對于輸油管安全運行有重要價值。顯然，該超雙疏性在紡織、包裝工業等領域同樣具有廣泛的應用前景。

 　　借助光學和光電化學的研究理論，研制出多種具有光化學活性的納米界面材料。例如，在TiO2表面納米區域內可以構建光陽極與光陰極共存的二元協同界面結構，在紫外光的照射下具有的光催化效果。可以用來分解有毒氣體（如甲醛、苯、氧化氮等），殺死其表面的細菌。該材料已在空氣凈化和殺菌抑菌方面得到應用。