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美科學家成功研制可彈走水滴超級防水材料

文章出處:廣州聯莊科技有限公司 人氣:-發表時間:2018-01-25

美國科學家最近利用激光蝕刻技術研究出一種新型的防水材料,使落在表面的水滴可以被直接彈走。

這項研究是由來自紐約羅切斯特大學的光學物理學家Chunle Guo負責主導的。他們利用激光在金屬表面蝕刻出微米和納米級別的微型圖案,使材料表面具有非常強的斥水性或排水性特點。當水滴落到這樣的表面上會被排斥并直接反彈走。這項研究成果被發表在1月20日的《應用物理學雜志》上。

與典型的化工涂料或鍍膜相比,這樣的材料表面更加防水且不易磨損。我們生活中使用的平底不粘鍋使用的是聚四氟乙烯鍍膜,用聚四氟乙烯做鍍膜的表面需要被傾斜至70度才能讓水流走,而新材料需要的傾斜角度不超過5度。

此外,這種特殊的表面還具有很強的自清潔特性。當水滴從它的表面被彈走時,也會將落在表面的灰塵一起帶走。

研究者為了測試它的自清潔功能,用真空吸塵器對著材料表面噴射灰塵。通過實驗發現,僅用3滴水就可以去除材料表面上一半的灰塵顆粒,用12滴水就可以成功去除所有灰塵,而材料表面卻是完全干燥,一塵不染。

在進行這種新材料表面研制時,研究團隊利用功能強大但很短的激光脈沖去蝕刻鉑、鈦或黃銅的表面。每個激光脈沖雖只持續約千萬億分之一秒,但達到的峰值功率相當于整個北美電網功率總和。

這種防水材料的應用前景和想象空間非常廣闊:可以用在飛機機翼表層以防止飛機飛行時水滴結冰的危險,可以用在汽車表層使車主們從此不用再洗車,甚至可以用來研制出免清洗的馬桶,給非洲缺水地區送去福利。

此外,研究者還通過相同的激光蝕刻圖案技術將金屬變黑,從而使材料表面還兼具很好的吸光特性,將其應用于太陽能電池板,既防水不生銹也不需要清潔。

當然,目前這項技術還面臨很多挑戰,比如用激光在金屬表面蝕刻出長寬各1英寸(2.5厘米)的面積需要花費1個小時。而未來,團隊還會將此方法嘗試應用在非金屬材料上。如果真的可以實現,那么完全防水自凈的屋頂、帳篷、衣服等等也將成為可能。


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