美科學家成功研製可彈走水滴超級防水材料
發布時間:2015-03-17
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,使落在表麵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(fu)責(ze)主(zhu)導(dao)的(de)。他(ta)們(men)利(li)用(yong)激(ji)光(guang)在(zai)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian)蝕(shi)刻(ke)出(chu)微(wei)米(mi)和(he)納(na)米(mi)級(ji)別(bie)的(de)微(wei)型(xing)圖(tu)案(an),使(shi)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)強(qiang)的(de)斥(chi)水(shui)性(xing)或(huo)排(pai)水(shui)性(xing)特(te)點(dian)。當(dang)水(shui)滴(di)落(luo)到(dao)這(zhe)樣(yang)的(de)表(biao)麵(mian)上(shang)會(hui)被(bei)排(pai)斥(chi)並(bing)直(zhi)接(jie)反(fan)彈(dan)走(zou)。這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)被(bei)發(fa)表(biao)在(zai)1月20日的《應用物理學雜誌》上。
與yu典dian型xing的de化hua工gong塗tu料liao或huo鍍du膜mo相xiang比bi,這zhe樣yang的de材cai料liao表biao麵mian更geng加jia防fang水shui且qie不bu易yi磨mo損sun。我wo們men生sheng活huo中zhong使shi用yong的de平ping底di不bu粘zhan鍋guo使shi用yong的de是shi聚ju四si氟fu乙yi烯xi鍍du膜mo,用yong聚ju四si氟fu乙yi烯xi做zuo鍍du膜mo的de表biao麵mian需xu要yao被bei傾qing斜xie至zhi70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,這種特殊的表麵還具有很強的自清潔特性。當水滴從它的表麵被彈走時,也會將落在表麵的灰塵一起帶走。
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麵噴射灰塵。通過實驗發現,僅用3滴水就可以去除材料表麵上一半的灰塵顆粒,用12滴水就可以成功去除所有灰塵,而材料表麵卻是完全幹燥,一塵不染。
在進行這種新材料表麵研製時,研究團隊利用功能強大但很短的激光脈衝去蝕刻鉑、鈦或黃銅的表麵。每個激光脈衝雖隻持續約千萬億分之一秒,但達到的峰值功率相當於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:keyiyongzaifeijijiyibiaocengyifangzhifeijifeixingshishuidijiebingdeweixian,keyiyongzaiqichebiaocengshichezhumencongcibuyongzaixiche,shenzhikeyiyonglaiyanzhichumianqingxidematong,geifeizhouqueshuidiqusongqufuli。
此(ci)外(wai),研(yan)究(jiu)者(zhe)還(hai)通(tong)過(guo)相(xiang)同(tong)的(de)激(ji)光(guang)蝕(shi)刻(ke)圖(tu)案(an)技(ji)術(shu)將(jiang)金(jin)屬(shu)變(bian)黑(hei),從(cong)而(er)使(shi)材(cai)料(liao)表(biao)麵(mian)還(hai)兼(jian)具(ju)很(hen)好(hao)的(de)吸(xi)光(guang)特(te)性(xing),將(jiang)其(qi)應(ying)用(yong)於(yu)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban),既(ji)防(fang)水(shui)不(bu)生(sheng)鏽(xiu)也(ye)不(bu)需(xu)要(yao)清(qing)潔(jie)。
當然,目前這項技術還麵臨很多挑戰,比如用激光在金屬表麵蝕刻出長寬各1英寸(2.5厘米)的麵積需要花費1個小時。而未來,團隊還會將此方法嚐試應用在非金屬材料上。如果真的可以實現,那麼完全防水自淨的屋頂、帳篷、衣服等等也將成為可能。