中新網(wǎng)長春11月6日電 (記者 郭佳)記者6日從中國科學(xué)院長春光機所獲悉，該所科研人員創(chuàng)新性地利用飛秒激光元素?fù)诫s與循環(huán)低溫退火相結(jié)合的加工處理技術(shù)，打造出無需有機涂層也可實現(xiàn)持久保持的超疏水金屬表面。
自然界中存在很多超疏水現(xiàn)象。比如，出淤泥而不染的荷花，在水上行走而不劃破水面的昆蟲，都是因為具備超疏水性能的緣故。金屬表面超疏水在自清潔、防腐、減阻和防冰等領(lǐng)域有著廣闊應(yīng)用前景。
仿生蟻穴微結(jié)構(gòu)中形成次晶態(tài)的自激活超疏水金屬表面示意圖。 (中國科學(xué)院長春光機所供圖)當(dāng)前，金屬表面超疏水性能的實現(xiàn)大都依賴于傳統(tǒng)的二元協(xié)同設(shè)計思想，即首先在材料表面制作微/納米結(jié)構(gòu)，然后再采用低表面能有機物進(jìn)行修飾，但是這種方法在實際腐蝕性環(huán)境中容易遭受侵蝕性離子的滲透，從而引發(fā)超疏水化學(xué)耐久性的顯著下降。
對此，中國科學(xué)院長春光機所微納光子學(xué)與材料國際實驗室楊建軍團(tuán)隊提出了飛秒激光元素?fù)诫s微納結(jié)構(gòu)(FLEM)與循環(huán)低溫退火(RLA)相結(jié)合的研究方法，在金屬鋁合金表面構(gòu)建了一種以次晶相態(tài)為主導(dǎo)的仿生蟻穴狀結(jié)構(gòu)(BAT)，成功實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的自啟動超疏水效果。
實驗結(jié)果表明，以這種新方法制造的金屬樣品在長達(dá)2000小時的腐蝕性鹽水浸泡后，表面依然能夠保持良好的超疏水性能，甚至在經(jīng)過強烈的電化學(xué)反應(yīng)測試后，材料表面的超疏水特性也依然能夠保持，實驗測得的腐蝕電流較未加工樣品表面降低了5個數(shù)量級。
據(jù)悉，這一突破不僅為超疏水領(lǐng)域開辟了廣闊的前景，還為基于原子尺度調(diào)控的高性能材料表面設(shè)計與開發(fā)提供了全新的研究思路。(完)