日前，中科院長春光機所科研人員創(chuàng)新性地利用飛秒激光元素摻雜與循環(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、減阻和防冰等領域有著廣闊應用前景。

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)超疏水化學耐久性的顯著下降。

對此，中國科學院長春光機所微納光子學與材料國際實驗室楊建軍團隊提出了飛秒激光元素摻雜微納結(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)過強烈的電化學反應測試后，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計與開發(fā)提供了全新的研究思路。

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

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