@ 2015.01.25 , 08:55
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实验室里制造出超疏水金属

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水是我们的生命之源,但有时候又是让人讨厌的东西,尤其是当它与金属相互作用时。潮湿的空气会使得金属表面产生锈蚀,而冷冻的水又会使金属失去它的价值。

正因为如此,许多人都在寻找使金属疏水或防水的方法,人们通常会在金属表面涂上一层化学物质。纽约罗切斯特大学的研究人员他们发现了一个使金属不接触水的方法:用激光照射它们。

罗切斯特大学光学和物理学教授Chunlei Guo博士,几年来一直研究激光对金属材料的影响,一旦用激光将金属变成亲水的,他们就会吸引水,现在Guo和他的同事Anatoliy Voroyev朝相反方向前进,找出了一种利用短脉冲高强度激光来改变金属表面结构的方法。结果制造出了高度防水的金属材料。

Guo解释到:“用短脉冲高强度激光照射金属表面后,金属的表面会高度结构化,覆盖着一些列微小的纳米尺度的结构。这些结构拥有不同的防水性能。”

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这种转变依赖于激光的能量。Guo和Voroyev用激光照射金属表面的时间只有1飞秒。但高强度的激光的能量是如此强大,在如此短的时间内,它能产生于整个北美电网相当的能量。强大的能量和热量能够改变金属表面微小的结构。

Guo说:“如果你将新的金属放在显微镜下,你会看到它们的分层机构。这些都是微米尺度的结构,在这些微米结构上还有纳米尺度的结构。”

Guo说,利用这种方法改造的金属的疏水性强于化学涂料,如聚四氟乙烯。首先,这些金属防水的方式优于化学涂料。表面涂上聚四氟乙烯的金属,例如你的不粘锅,需要70度的倾斜才能摆脱表面的水分子,而这些激光金属只需要倾斜5度就能使水珠从表面滑落。

此外,激光技术不需要任何额外的成分。当对聚四氟乙烯进行加热时,它会开始分解并且从金属表面分离。一些研究表明,这会损害人类和鸟类的健康,但Guo的激光金属从本质上改变了金属的结构。Guo说:“这种疏水性能牢牢的存在于金属的结构内,并不是一个涂层,所以我们不必担心。”

研究团队对这种材料做了很多设想,除了它能使炒蛋变得更加容易。这种金属材料无腐蚀性,保持坚固的时间更长,在交通工具上使用有许多优点,例如能够保证汽车或机翼上不会结冰。甚至使用这种材料造船,船的速度也会变快,因为船体的疏水性可以减少在海水中的摩擦和阻力。

但更重要的是,Guo对于这种材料在发展中国家的应用感到很兴奋。疏水性金属可以长时间保持清洁,不需要大量水来清洁。研究人员将尘埃粒子扔到激光金属的表面,只需要几十个水滴就能清除所有污垢。这种自清洁的性能对保持发展中国家特别是缺少清洁水源的国家的厕所干净十分有帮助。

Guo说:“我们很高兴这种疏水表面特性能够保持物体的清洁。如果你不让表面沾上水珠,那些含有微生物及其他生物的水就无法在上面繁殖,能够保持清洁。”

然而对于这种材料的批量生产Guo还有很长的路要走。制作一英尺的疏水材料需要一个小时的激光照射。所以还需要一段时间我们才会拥有防水汽车和金属厕所。

本文译自 Popular Science,由译者 island 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 43+1

  1. 幕后煮屎者
    @3 years ago
    2672238

    一处译错了:“研究团队对这种材料做了很多设想,除了它能使炒蛋变得更加容易”,里面的“炒蛋”应该译成“煎蛋”。(误)

    [128] XX [7] 回复 [0]
  2. 回收站
    @3 years ago
    2672239

    造个

  3. forvord
    @3 years ago
    2672240

    好技术,就是不清楚强度如何,还有耐磨损力怎样

    [33] XX [1] 回复 [0]
  4. wjking512
    @3 years ago
    2672244

    啥时候能做成不粘锅?

    [33] XX [0] 回复 [0]
  5. 2672249

    嘈嘈切切错杂弹,大珠小珠落玉盘。

    [36] XX [2] 回复 [0]
  6. 恺恺
    @3 years ago
    2672250

    Guo和Voroyev用激光照射金属表面的时间只有1飞秒。但高强度的激光的能量是如此强大,在如此短的时间内,它能产生于整个北美电网相当的能量。

    应该是功率吧?
    电网的能量…有点难理解

    [73] XX [3] 回复 [0]
  7. marogrobid
    @3 years ago
    2672255

    @wjking512: 这个应该不耐磨的 有一家公司的技术和这原理差不多,也比普通不粘提高了仅仅7倍。不划算。

  8. 双黄蛋
    @3 years ago
    2672256

    话说用来做跳蛋不错啊,每次省得洗了

    [54] XX [2] 回复 [0]
  9. 哎呦爷是您呐
    @3 years ago
    2672258

    中国的做锅的企业赶紧投资研发投产。期待煎出更完美的蛋。
    BTW,为什么我们的第一反应总是和吃有关?哈哈哈

  10. 年年
    @3 years ago
    2672261

    涂牙膏啊!

  11. 岁暮阴阳
    @3 years ago
    2672267

    like!。。。。。

  12. dadamon
    @3 years ago
    2672271

    这货如果能用在舰船潜艇鱼雷上可能会很厉害吧
    但是舰娘就不能玩湿身play了 有点寂寞

    [27] XX [2] 回复 [0]
  13. 客卿
    @3 years ago
    2672278

    先搞一批不用洗的碗来用用。。。

    [11] XX [0] 回复 [0]
  14. 2672280

    唉……关于不粘锅,其实,你把锅用小锤子砸一砸就好

  15. 永远的悲剧男
    @3 years ago
    2672288

    又是一个华人科学家在国外研究出了一流的科学成果

    [29] XX [7] 回复 [0]
  16. Laplace
    @3 years ago
    2672302

    我就看到了可以使煎蛋更容易

  17. 猫球
    @3 years ago
    2672305

    买,买,买。

  18. 2672307

    再也不需要雨刮器了?

  19. race2fly
    @3 years ago
    2672329

    发展中国家你就给我省点水吧…

    这种表层结构也就比涂层稍微耐磨一点吧

  20. 叫啥子好捏
    @3 years ago
    2672357

    防水,防刮不,想象一下好几平米的表面出现了一个小划痕 。。。。

  21. 芋头豆腐汤
    @3 years ago
    2672359

    貌似我们电视购物专栏 那些不粘锅 早已达到这种水平了..

  22. 2672368

    超疏水有两种方法,一种是Nano structure,但是不耐磨损;一种是chemical coating(没记错的话是氟硅化合物?),但是巨贵无比,价格高于黄金。。

  23. 2672378

    水滴专用跳床~

  24. cesium
    @3 years ago
    2672379

    这个感觉好久以前就有了啊,而且有各种玩法,可以疏水而且水极易滚落,还可以不被水浸润但是水滴也不容易滚落(术语不记得了d)

  25. Anubis
    @3 years ago
    2672380

    视频的那个是北京人?那个water说的好逗……

  26. 嗡嗡嗡
    @3 years ago
    2672393

    啊这是个中国人,ChunleiGuo

  27. sterncat
    @3 years ago
    2672401

    “制作一英尺的疏水材料需要一个小时的激光照射。”原文是inch,应该是英寸吧。。这老师上学期带我实验。。。><

    [10] XX [0] 回复 [0]
  28. 你爸
    @3 years ago
    2672403

    可以把这激光设备当家用产品卖,到时买个不锈钢锅回来照一下就可以了,锅没效果了,照一下又可以使用。无比环保啊

  29. 赖猫咯
    @3 years ago
    2672407

    如果成本不高且耐用的话,单单是海军战舰的维修保养费用都能下降不少

  30. 2672413

    无非就是把表层金属烤成碳化颗粒了,耐磨能力肯定不行,
    因为上一次有一篇文章讲的就是用激光来清洗金属表面。

    [0] XX [13] 回复 [0]
  31. 笑眯眯的狗
    @3 years ago
    2672414

    当年摩西大概就是用这种材料做了个权杖,然后一指,pia,红海就分开了。

    [20] XX [0] 回复 [0]
  32. 看客
    @3 years ago
    2672443

    煎蛋的话,把蛋打入锅里,会不会就跳出来了。

  33. 呆贼
    @3 years ago
    2672445

    @双黄蛋 你不嫌喇得慌?。。。

  34. 双日天
    @3 years ago
    2672449

    @Anubis:
    http://zsb.cust.edu.cn/ArticleShow.asp?ArticleID=2251
    我校校友、美国罗切斯特大学郭春雷副教授回校探访

  35. 2672543

    把菊花加工成不沾的~全球厕纸就大大节约了!

  36. 2672581

    耐磨是个很重要的问题啊,如果这各种材质做的东西几天表面就被磨掉了,又变成普通的怎么办?

  37. 2672681

    金属厕所……冬天坐上去一定爽

  38. 锋了
    @3 years ago
    2672748

    @Alex: 文中说了,“这种疏水性能牢牢的存在于金属的结构内,并不是一个涂层,所以我们不必担心。”

  39. yamaco
    @3 years ago
    2673112

    防水汽车?那喷漆还用来干什么?就算刮漆看到金属,等保险期快过再报划痕险也只是要个防锈就好了,要防水干嘛?
    金属厕所?谁会屁股贴着冰冷的金属,就算有发热功能也不想吖!马桶内壁防水?觉得防屎更好吧!

  40. 2673252

    ChunleiGuo 咋一眼以为叫 “出了国”

  41. 挖沟人
    @3 years ago
    2673282

    超级好材料,超级好技术。
    不仅仅是有利于发展中国家,而且减少了化学品生产带来的环境污染。
    中国的可研部门赶快跟进啊!

  42. 茶淡
    @3 years ago
    2673438

    没用的,这个怕灰尘。

  43. soupainthot
    @3 years ago
    2677341

    咩哈哈口音好萌

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