美科學(xué)家成功研制可彈走水滴超級(jí)防水材料

美國(guó)科學(xué)家最近利用激光蝕刻技術(shù)研究出一種新型的防水材料，使落在表面的水滴可以被直接彈走。

這項(xiàng)研究是由來(lái)自紐約羅切斯特大學(xué)的光學(xué)物理學(xué)家Chunle Guo負(fù)責(zé)主導(dǎo)的。他們利用激光在金屬表面蝕刻出微米和納米級(jí)別的微型圖案，使材料表面具有非常強(qiáng)的斥水性或排水性特點(diǎn)。當(dāng)水滴落到這樣的表面上會(huì)被排斥并直接反彈走。這項(xiàng)研究成果被發(fā)表在1月20日的《應(yīng)用物理學(xué)雜志》上。
 

與典型的化工涂料或鍍膜相比，這樣的材料表面更加防水且不易磨損。我們生活中使用的平底不粘鍋使用的是聚四氟乙烯鍍膜，用聚四氟乙烯做鍍膜的表面需要被傾斜至70度才能讓水流走，而新材料需要的傾斜角度不超過(guò)5度。

此外，這種特殊的表面還具有很強(qiáng)的自清潔特性。當(dāng)水滴從它的表面被彈走時(shí)，也會(huì)將落在表面的灰塵一起帶走。

研究者為了測(cè)試它的自清潔功能，用真空吸塵器對(duì)著材料表面噴射灰塵。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅用3滴水就可以去除材料表面上一半的灰塵顆粒，用12滴水就可以成功去除所有灰塵，而材料表面卻是完全干燥，一塵不染。

在進(jìn)行這種新材料表面研制時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)利用功能強(qiáng)大但很短的激光脈沖去蝕刻鉑、鈦或黃銅的表面。每個(gè)激光脈沖雖只持續(xù)約千萬(wàn)億分之一秒，但達(dá)到的峰值功率相當(dāng)于整個(gè)北美電網(wǎng)功率總和。

這種防水材料的應(yīng)用前景和想象空間非常廣闊：可以用在飛機(jī)機(jī)翼表層以防止飛機(jī)飛行時(shí)水滴結(jié)冰的危險(xiǎn)，可以用在汽車表層使車主們從此不用再洗車，甚至可以用來(lái)研制出免清洗的馬桶，給非洲缺水地區(qū)送去福利。

此外，研究者還通過(guò)相同的激光蝕刻圖案技術(shù)將金屬變黑，從而使材料表面還兼具很好的吸光特性，將其應(yīng)用于太陽(yáng)能電池板，既防水不生銹也不需要清潔。

當(dāng)然，目前這項(xiàng)技術(shù)還面臨很多挑戰(zhàn)，比如用激光在金屬表面蝕刻出長(zhǎng)寬各1英寸（2.5厘米）的面積需要花費(fèi)1個(gè)小時(shí)。而未來(lái)，團(tuán)隊(duì)還會(huì)將此方法嘗試應(yīng)用在非金屬材料上。如果真的可以實(shí)現(xiàn)，那么完全防水自凈的屋頂、帳篷、衣服等等也將成為可能。