科技日報訊 （記者王小龍）無需化學涂層和其他工藝，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，美國羅切斯特大學的科學家日前對外公布了這項新技術。相關論文發(fā)表在1月20日出版的《應用物理學》雜志上。 負責這項研究的該校光學教授郭春雷（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)。而新技術則從光學角度入手，通過激光在金屬表面創(chuàng)建復雜的納米結構來達到這一目的。 與化學涂層相比，新技術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手段。除了讓材料表面防水，該技術還有其他潛在的應用領域：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，或具備一定光學性能的金屬等。 郭春雷稱，他們還在考慮將這一技術用于半導體或絕緣材料上，開發(fā)出一款從里到外都能防水的電子設備。 |
