DOI:10.1021/acsami.0c13066
盡管小分子表面活性劑和聚合物被廣泛用作農藥助劑來抑制液滴的反彈和飛濺，但它們仍然存在著固有的缺點，即容易隨風飄移和蒸發，潤濕性差，亦或是不可再生資源的利用。在本文中，研究者發現在液滴撞擊時，由天然甘草酸（GL）組裝而成的一維納米纖維可以釘在粗糙的疏水表面上，并有效地延緩液滴的回縮速度。在田間試驗中，使用GL作為混合助劑，顯著提高了草甘膦對雜草生長的控制效果，較好地解決了現有佐劑的難題。該研究工作不僅為克服液滴的反彈提供了一種建設性的方法，而且也有助于未來研究者驗證由不同小分子組裝而成的所有一維納米纖維是否具有相似的控制效率。
圖1.上圖：含GIS和由GL組裝而成的1D納米纖維的液滴在疏水性雜草葉上的撞擊、回縮和沉積示意圖。下圖：草甘膦異丙胺鹽（GIS），甘草酸（GL）和GL納米纖維的化學結構。
圖2.（a-f）液滴在PTFE表面上的撞擊過程的延時數碼照片，包括水以及0.005、0.015、0.03、0.05和0.1wt％的GL液滴。有關更多詳細信息，請參見Movie S1。比例尺為3mm。（g）歸一化接觸半徑（Dt/D0）和（h）彈跳高度（h/D0）與時間的函數關系。液滴回縮率Vret由（g）中衰減區域的細線斜率確定。液滴反彈速度Vbou由（h）中的虛線斜率確定。從15cm的高度釋放所有液滴。
圖3.在不同濃度（0.005-0.1wt％）下水和GL液滴隨We值變化的統計沖擊相圖。水平放置的PTFE表面為基材，液滴的釋放高度為2至50cm。數碼照片代表液滴的典型撞擊行為，包括飛濺、完全反彈、部分反彈和沉積。比例尺為3mm。
圖4.（a）GL溶液的動態表面張力（DST），（b）剪切粘度和（c）平衡表面張力（EST）。（d）GL納米纖維的AFM圖像。（e）高速相機以525fps記錄的水和GL液滴頸形成的數碼照片。插圖代表液滴從基材拉伸時的變形。比例尺為4mm。（f）拉伸過程中液滴的受力-位置曲線和（g）動態基底半徑。懸垂液滴的體積為10μL。（h）撞擊傾斜的PTFE表面后液滴殘留的數碼照片。用0.1wt％誘惑紅對液滴染色。
圖5.（a）沖擊后，在PTFE表面上沿著回縮方向的回縮路徑中0.05wt％GL液滴殘留物的SEM圖像。（b，c）（a）中部分放大的SEM圖像。在10cm的高度釋放液滴。（d）在PTFE疏水表面上含GL納米纖維的液滴回縮過程的示意圖。
圖6.（a）莠狗尾草葉片的數碼照片，（b）表面粗糙度和（c）SEM圖像。（a）中的插圖是水在莠狗尾草葉子上的接觸角，（c）中的插圖是微乳突的放大圖。0.05wt％GL（d），GIS（e，h）和GIS-GL（f，i）液滴在莠狗尾草葉子上的撞擊過程的數字照片。將葉子分別置于0°（d-f）和30°（h，i）。（g）GIS和GIS-GL液滴的歸一化彈跳高度（h/D0）和（j）滑動長度（L/D0）與時間的函數關系。從10cm的高度釋放所有液滴。比例尺為6mm。
圖7.在田間實驗中，以900升/公頃的水、GIS和GIS-GL溶液噴灑的雜草在0、14和21天的數碼照片。（a）水，（b）GIS（250倍），（c）GIS-GL（250倍，0.015wt％GL），（d）GIS-GL（250倍，0.03wt％GL）和（e）GIS-GL（250倍，0.05wt％GL）溶液。（f）用GIS和含0.015、0.03和0.05wt％GL的GIS-GL溶液噴灑21天后雜草的鮮量及相應的防治效果。
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