|
飛秒激光可使金屬具備超疏水性能 防水、防銹、防冰凍還能自動清潔 科技日報訊 （記者王小龍）無需化學(xué)涂層和其他工藝，僅僅借助激光器就能為普通金屬增加防水、防銹、防冰凍和自我清潔的特性，美國羅切斯特大學(xué)的科學(xué)家日前對外公布了這項新技術(shù)。相關(guān)論文發(fā)表在1月20日出版的《應(yīng)用物理學(xué)》雜志上。 負(fù)責(zé)這項研究的該校光學(xué)教授郭春雷（音譯）表示，目前，絕大多數(shù)的疏水材料都依靠化工涂料來實現(xiàn)。而新技術(shù)則從光學(xué)角度入手，通過激光在金屬表面創(chuàng)建復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)來達到這一目的。 與化學(xué)涂層相比，新技術(shù)所雕刻出的圖案會成為金屬材料的一部分。這意味著它們不會被擦掉或輕易磨損。正是這些特殊的圖案讓材料具備斥水性能：當(dāng)水滴滴到材料表面后，只會被彈開，然后滾落，整個過程只需要不到一秒鐘的時間。與化學(xué)涂層材料相比，其優(yōu)勢還在于疏水性能更加優(yōu)秀。普通的疏水材料，如常用于鍋底的特氟龍材料，需要將材料表面傾斜到至少70度，水才會開始向下滑落。而經(jīng)飛秒激光處理過的超疏水材料，不到5度就可以達到同樣效果。 由于水滴不但不會粘在超疏水材料表面，而且還會彈起，在這個過程中它們會帶走灰塵顆粒，這就讓這些材料具備了一定的自動清潔能力。為了進行測試，研究人員將吸塵器收集到的灰塵倒在材料表面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三滴水就能除去大約一半的塵埃顆粒。十幾滴水就能將材料表面的灰塵全部除去。更妙的是，清洗完畢后，材料表面依然干燥如新。 物理學(xué)家組織網(wǎng)1月21日（北京時間）報道稱，這種超疏水材料在發(fā)展中國家具有很多潛在的用途。這一點還引起了比爾及梅琳達·蓋茨基金會的興趣，并對該項目進行了資助。在一些地區(qū)，收集雨水是一件極其重要的事情，使用這種超疏水材料將能大幅提高效率。用其制成的雨水收集裝置，將不需要更多考慮漏斗的尺寸以及傾斜角度問題；第二個領(lǐng)域是可用于建造更加清潔、衛(wèi)生的廁所。這種材料將能夠制造出無需沖洗就能保持清潔的馬桶和衛(wèi)生設(shè)施。 但在將這一切變?yōu)楝F(xiàn)實之前還有一些問題需要解決。目前，研究人員所制造出來的樣品只有1英寸×1英寸（1英寸=2.54厘米）。要獲得實用還必須找到擴大面積增加產(chǎn)量的方法。 這種對金屬表面進行雕刻的新技術(shù)使用了超大功率、超短波長的激光脈沖，飛秒激光是人類目前在實驗室條件下所能獲得最短脈沖的技術(shù)手段。除了讓材料表面防水，該技術(shù)還有其他潛在的應(yīng)用領(lǐng)域：如制造出一種不會生銹也不需要經(jīng)常清洗的太陽能收集裝置，或具備一定光學(xué)性能的金屬等。 郭春雷稱，他們還在考慮將這一技術(shù)用于半導(dǎo)體或絕緣材料上，開發(fā)出一款從里到外都能防水的電子設(shè)備。 總編輯圈點 改變與水的親密關(guān)系，讓金屬不在歲月的長河中失去光澤和老化，是人類幾千年一直追尋的目標(biāo)，油漆、合金、納米涂層，我們一直在更新著自己的技術(shù)手段?，F(xiàn)在，飛秒激光技術(shù)又以一種簡單、高效的顛覆式的形象出現(xiàn)，成為一種可以在金屬、玻璃甚至塑料上廣泛使用的替代性生產(chǎn)工藝，必將對資源利用和工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生全面影響。 |
|
|
