一種新的激光微圖型化技術(shù)可以將閃亮的金屬變黑，使金屬產(chǎn)生疏水性，以至于水滴落在金屬表面會(huì)反彈。該研究發(fā)表于Journal of Applied Physics(doi:10.1063/1.4905616[openaccess])。
羅切斯特大學(xué)的研究人員用800nm波長(zhǎng)，65fs脈沖的激光器在鉑、鈦和銅表面刻了細(xì)微的溝槽。金屬溝槽頂部自發(fā)形成納米結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了很高的吸光性能和超級(jí)的吸水性。
Chunlei Guo教授說：“這種材料的疏水性非常強(qiáng)，以至于水實(shí)際上是被反彈起來的。然后又落到材料表面，又再次彈起，最后水滴在表面滾落下去。”
圖1 一滴水在納米紋理金屬表面滑落
大多數(shù)商用疏水和高吸光性材料是依靠化學(xué)涂層，這些涂層會(huì)隨著時(shí)間逐漸降解和脫落，Guo教授說，但激光誘導(dǎo)的納米和微結(jié)構(gòu)不會(huì)變質(zhì)。Guo教授說：“許多人考慮特氟龍作為疏水表面，但如果想要將水從特氟龍表面除去，必須將表面傾斜將近70度水才能滑落。我們的金屬表面有更強(qiáng)的疏水性，只需要傾斜幾度，水就能從表面滑落。”
圖2 在掃描電子顯微鏡下，用飛秒激光在鉑表面創(chuàng)造出的層次結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)
Guo教授和他的同事們之前用激光表面處理技術(shù)創(chuàng)造出具有超級(jí)親水性的硅材料，是吸水的。
新的一批超級(jí)疏水表面可以使器件抗銹、防冰凍、防沙塵和其他污染物?？梢栽谒Y源稀少的地方，用做雨水收集和自清潔廁所。與此同時(shí)，這種刻有圖案的金屬對(duì)光的吸收特性可以像太陽能電池那樣提高光敏元件性能。
然而，目前該技術(shù)刻1×1英寸的金屬樣品，需要用1個(gè)小時(shí)。
該研究受到了比爾和梅琳達(dá)蓋茨基金會(huì)和美國(guó)空軍科學(xué)研究辦公室的資助。
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