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激光产生的表面结构产生防水金属

由罗切斯特大学|2015年1月20日

份子

Chunlei Guo教授开发了一种技术,它使用激光器渲染材料疏水性,在该液滴的此图像中展示了处理的样品。图片来信:J. Adam Fenster / Rochester大学科学家们罗切斯特大学使用激光器将金属转化为极其防水,或超级疏水性的材料,而无需临时涂料。

对于许多应用,如防锈,防冰,甚至在卫生使用中,需要超级疏水材料。然而,正如罗彻斯特的春磊郭解释,最电流的疏水材料依赖于化学涂料。

在A.纸张今天发表了应用物理学杂志,郭和他的同事在大学的光学研究所,Anatoliy Vorobyev,描述了一种强大而精确的激光图案化技术,可创造复杂的微型和纳米级结构模式,以提供金属的新属性。

这项工作建立在早期的研究中,他们使用类似的激光图案化技术来转动金属黑色。郭指出,使用这种技术,他们可以创造不仅是超疏水性的​​多功能表面,而且是光学的高吸收性。

郭补充说,他的团队进程的一个大优势是“我们的激光器创造的结构是物质表面的本质上。”这意味着它们不会擦掉。这是使金属吹送水的这些模式。

“材料是如此强烈的防水,水实际上被反弹。然后它再次降落在地面上,再次弹出,然后它将从表面上滚下来,“罗切斯特大学光学教授郭说。整个过程不到一秒钟。

材料郭创造的比铁氟龙更加滑,这是一种常见的疏水材料,通常涂抹不粘煎锅。与Guo的激光处理金属不同,Teflon厨房工具不是超级疏水性的。

差异是,为了使水滚动Teflon涂覆的材料,在水开始滑动之前,需要将表面倾斜到几个70度角。你可以通过倾斜小于五度来使水滚动郭金属。

由于水反弹的超疏水性表面,它也收集灰尘颗粒和把他们凑凑热闹。为了测试这种自我清洁物业,郭和他的团队将普通灰尘从真空吸尘器中取出,并将其倾倒在处理过的表面上。

用三滴水除去大约一半的尘颗粒。只花了十几个滴剂,让表面一滴。更好,它仍然完全干燥。

郭先生在发展中国家的超级疏水材料潜在应用兴奋。这潜力激起了票据和梅林达盖茨基金会的利益,支持这项工作。

“在这些地区,收集雨水至关重要,使用超级疏水材料可以提高效率,而无需使用具有高倾斜角度的大型漏斗,以防止水粘在表面上,”Guo说。“第二个应用程序可以创建清洁和更健康的厕所。”

Latrines是一个挑战,以便在很少的水中保持清洁。通过掺入超级疏水材料,厕所可以保持清洁,而无需水冲洗。

但在这些申请成为现实,郭国国之前,仍有挑战仍有待解决。它目前需要一个小时的时间才能达到1英寸1英寸的金属样品,并在可以在发展中国家部署之前缩放此过程。研究人员还研究了将技术应用于其他非金属材料的方法。

郭和vorobyev使用极其强大,但超短的激光脉冲改变金属表面。飞秒激光脉冲持续到四十四分之一的顺序,但在其短爆发期间达到了与北美的整个电网的峰值功率相当。

Guo热衷于强调这种相同的技术可以产生多功能金属。金属是天然优异的光反射器。这就是为什么他们看起来有闪亮的光泽。因此,将它们变黑可以使它们非常有效地吸收光线。

具有制造金属防水剂的光吸收性能的组合可能导致更有效的太阳能吸收剂 - 太阳能吸收剂,不生锈,不需要多洁净。

郭的团队以前用激光摧毁了材料并将它们转向亲水,这意味着他们吸水。事实上,材料如此亲水,使它们与一滴水落水“上坡”。

郭的团队现在计划专注于增加用激光图案化表面的速度,以及研究如何将这种技术扩展到其他材料,如半导体或电介质,开启防水电子的可能性。


提交:材料•先进


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