据外媒报道,超疏水材料具有良好的疏水性能,它的用途非常广泛,原因有非常明显也有不那么明显的。它们可以防止表面结冰、让电子产品具有防水功能、使船只更有效率或防止人们在公共场合小便。

科学家制造“永不沉没”的金属 助力船舶和浮选设备潜在应用

现在,工程师们发现了超疏水材料的一种奇特的新用途--制造“永不沉没”的金属,即使在它上面开了个洞也能漂浮在水面上。


超疏水材料通过在复杂的表面截留空气来获得其疏水性能,这些气泡使水难以附着。当然空气也能使物体具有浮力,所以研究小组开始测试如何利用超疏水材料使物体更好地漂浮。

科学家制造“永不沉没”的金属 助力船舶和浮选设备潜在应用

未经处理的结构(左)下沉到底部,具备超疏水性的结构(右)漂浮在上面


为了制造出这种超疏水性,研究人员使用超高速激光脉冲在金属表面蚀刻出微尺度和纳米尺度的图案。这样就能截住大量的空气,使金属既具有超疏水性又具有浮力。但问题是,由于水的摩擦,这些复杂的表面最终会磨损从而降低这两种特性的有效性。


对此,研究人员想出了一个创造性的解决方案。他们将两个经过处理的铝表面相对而建然后通过一个小中心杆连接起来。两个板之间的距离当然是经过精心计算过的以此来捕捉最大的空气量。


这一研究团队表示,最终得到的结果是几乎不会下沉。在被压了两个月后,一旦上面的荷载被移走,这些金属仍能立即弹回到上面。即使表面破坏遭到也不会下沉,当研究小组在上面钻取了6个3毫米的洞、一个6毫米的洞,这些结构仍能保持漂浮。显然,还有足够的空气滞留在这些结构其余部分。

科学家制造“永不沉没”的金属 助力船舶和浮选设备潜在应用

即使在钻了洞,这种不会沉的金属仍能继续漂浮


研究人员说,这种蚀刻技术基本上可以用在任何金属或其他材料上,由此产生的不沉特点可能会找到一系列潜在的应用,比如船舶和浮选设备即使在遭受严重损害后也能继续保持漂浮。

科学家制造“永不沉没”的金属 助力船舶和浮选设备潜在应用

据悉,这项研究由罗彻斯特大学和中国长春光学精密机械与物理研究所的科学家共同完成。相关研究报告已发表在《ACS Applied Materials and Interfaces》上。


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