在國家自然科學基金項目的資助下，吉林大學教授孫俊奇研究小組將層層組裝用于微米級厚度的聚合物復合的快速構(gòu)筑，制備了自修復超疏水涂層、高效促動器及行走機器，拓展了層層組裝膜的功能。
超疏水涂層在自清潔、抗腐蝕、抗黏附和減阻等方面具有重要的潛在應用。常用的人工制備的超疏水涂層往往由于太陽的光漂白或機械刮擦，而容易失去超疏水性能，這制約其實際應用。如何賦予超疏水涂層自修復的功能，是解決上述問題的一條重要途徑。孫俊奇等將磺化聚醚醚酮—聚烯丙基氯化銨（PAH）復合物與聚丙烯酸（PAA） 層層組裝，基于復合物的大尺度效應，快速制備了具有微納復合結(jié)構(gòu)且具有通透微孔的微米厚度的聚合物涂層。將涂層熱交聯(lián)，再化學氣相沉積全氟辛基三甲氧基硅烷（POTS），制備了具有自修復功能的超疏水涂層。
該超疏水涂層自修復的功能源于微孔結(jié)構(gòu)的涂層能儲存大量可作為修復劑的疏水的POTS，在超疏水功能受損時釋放出POTS到涂層的表面，實現(xiàn)超疏水功能的修復。超疏水涂層的自修復在濕潤的環(huán)境下自發(fā)進行，如在40%的相對濕度下超疏水功能的修復僅需4小時，且經(jīng)歷多次損傷和修復后，超疏水涂層仍能保持原來的超疏水性能。除自修復功能外，該超疏水涂層還具有良好的耐磨性能。這一工作為制備耐損傷、長壽命的超疏水涂層提供了新的思路。該研究成果發(fā)表于德國《應用化學》并被選為熱點文章。
盡管人們已經(jīng)制備出了能夠感知各種外界刺激的促動器，但能夠?qū)崿F(xiàn)對刺激的快速響應，并將外界刺激產(chǎn)生的物理或化學能量高效地轉(zhuǎn)化為機械運動的促動器的制備卻面臨極大的挑戰(zhàn)。孫俊奇等以PAA/PAH層層組裝膜為響應層，在快速構(gòu)筑PAA/PAH膜表面旋涂光交聯(lián)聚合物層（NOA 63），再將它們從基底上剝離，制備了雙層結(jié)構(gòu)聚合物自支持膜。高度吸水的PAA/PAH層和不吸水的NOA 63層對環(huán)境濕度響應的差異使得雙層結(jié)構(gòu)的自支持膜在環(huán)境濕度變化下發(fā)生快速可逆的彎曲響應，獲得了濕度響應的促動器。在促動器的兩端連接兩只聚合物基片作為“腳”，制備了濕度驅(qū)動的行走機器。當環(huán)境相對濕度在11%和40%間周期變化時，行走機器能負載促動器本身重量120倍的重物在棘齒結(jié)構(gòu)的基底上快速行走。