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激光处理后的金属具有吸光排水特性

发布时间:2019-08-15 18:27:55

  一种新的微图型化技术可以将闪亮的金属变黑,使金属产生疏水性,以至于水滴落在金属表面会反弹。该研究发表于Journal of Applied Physics(doi:10.106 /1.[openaccess])。

  罗切斯特大学的研究人员用800nm波长,65fs脉冲的在铂、钛和铜表面刻了细微的沟槽。金属沟槽顶部自发形成纳米结构,产生了很高的吸光性能和超级的吸水性。

  Chunlei Guo教授说: 这种材料的疏水性非常强,以至于水实际上是被反弹起来的。然后又落到材料表面,又再次弹起,水滴在表面滚落下去。

  图1 一滴水在纳米纹理金属表面滑落

  大多数商用疏水和高吸光性材料是依靠化学涂层,这些涂层会随着时间逐渐降解和脱落,Guo教授说,但激光诱导的纳米和微结构不会变质。Guo教授说: 许多人考虑特氟龙作为疏水表面,但如果想要将水从特氟龙表面除去,必须将表面倾斜将近70度水才能滑落。我们的金属表面有更强的疏水性,只需要倾斜几度,水就能从表面滑落。

  图2 在扫描电子显微镜下,用在铂表面创造出的层次结构细节

  Guo教授和他的同事们之前用激光表面处理技术创造出具有超级亲水性的硅材料,是吸水的。

  新的一批超级疏水表面可以使器件抗锈、防冰冻、防沙尘和其他污染物。可以在水资源稀少的地方,用做雨水收集和自清洁厕所。与此同时,这种刻有图案的金属对光的吸收特性可以像太阳能电池那样提高光敏元件性能。

  然而,目前该技术刻1 1英寸的金属样品,需要用1个小时。

  该研究受到了比尔和梅琳达盖茨基金会和美国空军科学研究办公室的资助。

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