11月6日,记者从中国科学院长春光机所获悉,该所科研团队在飞秒激光制备无涂层持久超疏水表面研究上取得进展,使金属表面超疏水性能在较长时间内维持稳定,并能经受严苛环境挑战。
金属表面超疏水在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域应用潜力大,受到国内外研究者的广泛关注。为了解决金属表面超疏水性能在实际腐蚀性环境中化学耐久性显著下降的难题,长春光机所微纳光子学与材料国际实验室杨建军团队创造性地提出飞秒激光元素掺杂微纳结构(FLEM)与循环低温退火(RLA)相结合的研究方法,在金属铝合金表面构建了一种以次晶相态为主导的仿生蚁穴状结构(BAT),成功实现了高效稳定的自启动超疏水效果。同时,该团队与沈阳金属研究所科研团队合作,运用从头计算方法,从理论层面进一步验证了次晶相态形成在材料表面能降低和化学稳定性提升方面所起的重要作用。
实验测量结果表明,该金属样品在经历了长达2000小时的腐蚀性盐水浸泡后,其表面依然能够保持良好的超疏水性能。这种结构的耐腐蚀性能尤为突出,能承受住酸碱溶液浸泡、紫外辐射和冷冻循环等多种苛刻环境的挑战。
这一突破不仅为超疏水领域开辟了广阔前景,还为基于原子尺度调控的高性能材料表面设计与开发提供了全新思路。