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飞秒激光飞秒激光可使金属具备超疏水性能防

发布时间:2019-04-11 05:04:56

飞秒激光可使金属具备超疏水性能 防水还能自动清洁

作者:王小龙 来源:科技

飞秒激光可使金属具备超疏水性能

防水、防锈、防冰冻还能自动清洁

科技讯 (王小龙)无需化学涂层和其他工艺,仅仅借助激光器就能为普通金属增加防水、防锈、防冰冻和自我清洁的特性,美国罗切斯特大学的科学家日前对外公布了这项新技术。相关论文发表在1月20日出版的《应用物理学》杂志上。

负责这项研究的该校光学教授郭春雷(音译)表示,目前,绝大多数的疏水材料都依靠化工涂料来实现。而新技术则从光学角度入手,通过激光在金属表面创建复杂的纳米结构来达到这一目的。

与化学涂层相比,新技术所雕刻出的图案会成为金属材料的一部分。这意味着它们不会被擦掉或轻易磨损。正是这些特殊的图案让材料具备斥水性能:当水滴滴到材料表面后,只会被弹开,然后滚落,整个过程只需要不到一秒钟的时间。与化学涂层材料相比,其优势还在于疏水性能更加。普通的疏水材料,如常用于锅底的特氟龙材料,需要将材料表面倾斜到至少70度,水才会开始向下滑落。而经飞秒激光处理过的超疏水材料,不到5度就可以达到同样效果。

由于水滴不但不会粘在超疏水材料表面,而且还会弹起,在这个过程中它们会带走灰尘颗粒,这就让这些材料具备了一定的自动清洁能力。为了进行测试,研究人员将吸尘器收集到的灰尘倒在材料表面,结果发现,三滴水就能除去大约一半的尘埃颗粒。十几滴水就能将材料表面的灰尘全部除去。更妙的是,清洗完毕后,材料表面依然干燥如新。

物理学家组织1月21日(北京时间)报道称,这种超疏水材料在发展中国家具有很多潜在的用途。这一点还引起了比尔及梅琳达盖茨基金会的兴趣,并对该项目进行了资助。在一些地区,收集雨水是一件极其重要的事情洒水车价格
,使用这种超疏水材料将能大幅提高效率。用其制成的雨水收集装置,将不需要更多考虑漏斗的尺寸以及倾斜角度问题;第二个领域是可用于建造更加清洁、卫生的厕所。这种材料将能够制造出无需冲洗就能保持清洁的马桶和卫生设施。

但在将这一切变为现实之前还有一些问题需要解决。目前,研究人员所制造出来的样品只有1英寸1英寸(1英寸=2.54厘米)。要获得实用还必须找到扩大面积增加产量的方法。

这种对金属表面进行雕刻的新技术使用了超大功率、超短波长的激光脉冲,飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得短脉冲的技术手段。除了让材料表面防水,该技术还有其他潜在的应用领域:如制造出一种不会生锈也不需要经常清洗的太阳能收集装置,或具备一定光学性能的金属等。

郭春雷称,他们还在考虑将这一技术用于半导体或绝缘材料上,开发出一款从里到外都能防水的电子设备。

总圈点

改变与水的亲密关系,让金属不在岁月的长河中失去光泽和老化鳕鱼供应图片
,是人类几千年一直追寻的目标星力手机捕鱼平台
,油漆、合金、纳米涂层,我们一直在更新着自己的技术手段。现在,飞秒激光技术又以一种简单、高效的颠覆式的形象出现,成为一种可以在金属、玻璃甚至塑料上广泛使用的替代性生产工艺,必将对资源利用和工业发展产生全面影响。

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