科學家製造出被刺穿也「不會沉」的金屬材料

超疏水材料在防水方面很出色,它因為各種明顯與不明顯的原因而非常有用, 它可以防止冰在表面積聚、使電子設備防水、提高船的效率、或防止人們在公共場所撒尿。 現在,工程師發現了超疏水材料的新用途,那就是製造出「不會沉」的金屬,即使被刺穿也能在水上漂浮。

超疏水材料透過將空氣困在復雜表面中而具有疏水性,這些氣泡使水難以黏住,因此水滴反而會反彈或滾落。 不過,空氣也會使物體浮起來,因此研究小組著手測試如何使用超疏水材料製造更好的漂浮物體。

研究員使用超快速雷射脈衝將微尺度和奈米尺度的圖案蝕刻到表面上,這會困住大量的空氣,使金屬變得超疏水又有浮力。 但是問題是這些複雜的表面最終會由於水中的摩擦而磨損,而降低這兩種性能的有效性。

因此,研究員提出了一個創新的解決方案。 他們製造了兩個面對彼此經過處理過的鋁質表面所組成的結構,由一個中心桿將它們連接起來。 兩塊板之間的距離被很小心得決定,為了捕獲最大量的空氣,就像是中間的防水隔層。

該團隊表示,結果是無法沉沒的結構。 經過兩個月被重量壓在水中,一旦把重量拿掉後,它立即浮上了水面。 即使破壞表面也不會使它沉沒,研究小組在該結構上鑽了六個3mm的孔,一個6mm的孔,這結構仍然保持漂浮狀態,很明顯,有足夠的空氣殘留在結構的其他部分。

研究員說,蝕刻技術基本上可以用在任何金屬或其他材料上,並且所產生的無法沉沒設備可以有一系列潛在的應用。 即使受到嚴重破壞,船舶和漂浮裝置也可以漂浮,而電子監控裝置可以在水下長時間運作。

該研究是由美國羅徹斯特大學(University of Rochester)和中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的科學家們所進行的。

該研究已發表在 ACS Applied Materials and Interfaces上。 

該團隊在以下影片中展示了這設備:

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