日前，中科院長(zhǎng)春光機(jī)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(jī)涂層也可實(shí)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?yàn)榫邆涑�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。

圖片:搜狗截圖20241109220349.png

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。

當(dāng)前，金屬表面超疏水性能的實(shí)現(xiàn)大都依賴于傳統(tǒng)的二元協(xié)同設(shè)計(jì)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(jī)物進(jìn)行修飾，但是這種方法在實(shí)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(duì)此，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所微納光子學(xué)與材料國(guó)際實(shí)驗(yàn)室楊建軍團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的自啟動(dòng)超疏水效果。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以這種新方法制造的金屬樣品在長(zhǎng)達(dá)2000小時(shí)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(qiáng)烈的電化學(xué)反應(yīng)測(cè)試后，材料表面的超疏水特性也依然能夠保持，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的腐蝕電流較未加工樣品表面降低了5個(gè)數(shù)量級(jí)。

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(jì)與開發(fā)提供了全新的研究思路。

該項(xiàng)研究的相關(guān)研究論文在國(guó)際知名期刊《先進(jìn)材料》上發(fā)表。

相關(guān)鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412850