美国研究人员发明了一种具有超疏水性的自清洁金属，水滴会不断地从其上弹开，直到滚走。
受防水荷叶等天然材料的启发，超疏水材料最近在各地涌现。我们看到了一种用于发电厂的新型、超耐用、超疏水涂层2013年宣布，一种用于靴子和飞机的喷涂涂层2014年中期宣布，就在几个月前，中国的研究人员发明了一种非常好的超疏水涂层，它甚至可以用于性玩具。几周前，我有机会试运行一个新的澳洲产超疏水T恤，看着番茄和酱油的小滴在其原始的白色表面上滚动。
但尽管这些发明中的每一项都很酷，但它们的效果最终都会消失，因为这些材料涂有超疏水物质——它们本身并不是超疏水的。这就是为什么这种新金属如此令人兴奋。它具有超疏水特性，这意味着它将永远保持有效。
“我们能够改变几乎任何金属的表面结构，这样我们就可以控制液体对其的反应，”团队成员、罗切斯特大学光学副教授 ChunleiGuo 说。在新闻稿中。“我们甚至可以控制液体流动的方向，或者液体是否流动。”
为了制造这种自清洁材料，郭的团队使用超快激光束对由铂、黄铜和钛制成的合金的表面进行了喷砂处理。当我们说“超快”时，我们是认真的——每次爆发只是一次飞秒很长，相当于几万亿分之一秒。或者，正如团队所描述的”，“飞秒之于一秒，一秒之于约 3200 万年……[并且]释放出与整个北美电网一样多的能量，所有能量都集中在一个针尖大小的点上”。
这些爆发在纳米尺度上改变了金属的结构，在整个表面上形成了微小的凹坑、小球和线。这些纳米结构决定了液体分子被金属表面分子吸引的程度，并且效果可以根据激光的设置而增大或减小。这意味着在某种情况下，金属可以变得超亲水，这意味着它与液体的结合非常好，使它们像一个大拥抱一样在表面上迅速扩散。在另一种设置下，它会变得超疏水，导致液体从那里弹开。
“想象一下一个巨大的水路系统缩小到一个微小的芯片上，就像印在微处理器上的电子电路一样，这样我们就可以用一点点液体进行化学或生物工作，”郭说。“血液可以精确地沿着特定路径流向用于疾病诊断的传感器。有了如此小的系统，护士不需要抽取一整管血液进行测试。皮肤上的划痕可能含有足够多的细胞进行微观分析。”
另外，它们的金属是黑色的，这意味着它将对于需要光收集的应用特别有用，例如传感器和太阳能电池板，他们在杂志上报道应用物理快报。它们的材料具有自清洁、防腐、防冰和抗微生物的特点。想象一下永远不会积冰的空调和冰箱，永远不需要除尘的架子，以及有害微生物永远无法栖息的表面。
这项发明甚至引起了比尔和梅琳达·盖茨基金会的注意，因为它有可能促进世界各地发展中国家轻松收集雨水。 “在这些地区，收集雨水至关重要，使用超疏水材料可以提高效率，而无需使用具有大倾角的大漏斗来防止水粘在表面上，”郭在新闻稿中表示。 “第二个应用可能是创造使用起来更清洁、更健康的厕所。”
但，正如 Alexandra Ossola 在 Motherboard 上所说，“它还远未准备好部署在最需要它的现实世界场景中”。目前，对 2.5 厘米 x 2.5 厘米的金属样品进行激光图案化需要一个小时，当您想用这些材料创建巨大的漏斗和厕所时，这是不可行的。但观看它的工作仍然非常有趣，即使我们需要等待一段时间才能看到它进入我们的生活。
