中外科学家联合研制出新技术,可以使经过处理的金属“不可沉”

中外科学家联合研制出新技术,可以使经过处理的金属“不可沉”

超疏水材料具有良好的疏水性能,用途非常广泛,可以防止冰在物体表面积聚,使电子设备防水,提高船的航行效率。现在,工程师已经发现超疏水材料的新奇用途 - 制造“不可沉”的金属,即使被刺穿也能保持漂浮。

超疏水材料通过将空气截留在复杂的表面中而具有疏水性。这些气泡使水难以附着,也因此会使物体在水中浮起来,因此研究小组着手测试如何使用超疏水材料制造更好漂浮的物体。

中外科学家联合研制出新技术,可以使经过处理的金属“不可沉”

研究人员使用超快激光脉冲将微尺度和纳米尺度的图案蚀刻到表面上。这会捕集大量空气,使金属既超疏水又有浮力。但是问题是这些复杂的表面最终会由于水中的摩擦而磨损,从而降低这两种性能的有效性。

因此,研究人员提出了一个创新的解决方案。他们制造了由两个彼此面对且经过处理的铝质表面所组成的结构,并通过一个小的中心杆将它们连接起来。精心选择了两块板之间的距离,以捕获最大量的空气,就像中间放置了防水隔层。

该团队说,最终结果是该结构几乎不会下沉。在被压了两个月后,一旦卸下重物,该结构便跳回表面。即使损坏结构表面也不会使其沉没 - 研究团队在其上钻了六个3 mm的孔,一个6 mm的孔,该结构仍然保持漂浮状态。显然,足够的空气残留在结构的其他部分。

中外科学家联合研制出新技术,可以使经过处理的金属“不可沉”

△即使在上面钻了孔,“不可沉”的金属仍会继续漂浮

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,并且所产生的不沉设备可能具有一系列潜在的应用。即使受到严重破坏,船舶和漂浮装置也可能会继续漂浮,而电子监控装置可能会在水下长时间运转。

这项工作是由罗彻斯特大学和长春光学精密机械与物理研究所的科学家联合进行的。

该研究发表在《ACS Applied Materials and Interfaces》杂志上。


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