憑借著激光的特性，以及其在軍事領(lǐng)域所發(fā)揮的巨大作用，激光技術(shù)已成為軍事領(lǐng)域研究的主要技術(shù)之一，美國(guó)一直十分重視激光技術(shù)在軍事上的應(yīng)用，而近日，美國(guó)大學(xué)的教授就利用高功率激光技術(shù)成功研出軍用排水防冰材料。

    荷葉具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和臘狀涂層使它容易排水。受這個(gè)大自然靈感的啟發(fā)，美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)教授已經(jīng)想出一個(gè)辦法來(lái)讓金屬和塑料可以做幾乎同樣的事情。

    蘭利大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程學(xué)系特聘教授，激光和等離子體國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)行業(yè)/大學(xué)合作研究中心主任Mool Gupta，開(kāi)發(fā)了一種方法使用高功率激光技術(shù)和納米技術(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)類似的結(jié)構(gòu)，能夠排水、捕捉陽(yáng)光和防止冰的形成。

    這種紋路材料可以用在大范圍使用，在有結(jié)冰危險(xiǎn)的產(chǎn)品中存在潛在的重要應(yīng)用，例如航空、汽車工業(yè)、軍事、保護(hù)通信塔、風(fēng)機(jī)葉片、橋梁、屋頂、輪船、衛(wèi)星天線、甚至滑雪板。

    以商業(yè)和軍事航空為例，這些材料可以改善航空安全, 使得包括抓取冰塊和應(yīng)用如乙二醇化學(xué)物質(zhì)在內(nèi)的電流除冰程序成為不必要的。

    該材料捕捉陽(yáng)光的能力也可以提高太陽(yáng)能電池的性能。

    Gupta和他的研究小組首先制備一塊有紋路的金屬，作為模具批量生產(chǎn)有相同的微觀結(jié)構(gòu)的塑料。復(fù)制過(guò)程類似于光盤生產(chǎn)。當(dāng)然，不同的是，CD主模包含特定信息，比如一種聲音，然而，“在我們的例子中我們不寫入任何信息，我們創(chuàng)造的是一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)，”Gupta說(shuō)。

    “首先創(chuàng)建一塊有紋路的金屬，”Gupta補(bǔ)充道，“使用這個(gè)主用金屬來(lái)制造很多片有紋路的塑料。因此，所有的特征都會(huì)復(fù)制在特殊的塑料上。只要?jiǎng)?chuàng)建出紋路，你將一滴水滴在上面，水會(huì)滾下來(lái)而不粘附在上面，就像荷葉一樣。我們已經(jīng)創(chuàng)造出了一個(gè)排水的人造結(jié)構(gòu)，就像荷葉。”

    生產(chǎn)這種有特殊紋路的金屬過(guò)程是這樣的：科學(xué)家們使用例如能量光束高于激光指針2000萬(wàn)倍的高能激光，聚焦在金屬表面。金屬吸收激光的光和熱來(lái)達(dá)到約1200攝氏度或更高的融化溫度，這一過(guò)程將重新排布材料的表面形成顯微組織。

    “所有一切發(fā)生在小于0.1/ 1000000秒的時(shí)間內(nèi)，”Gupta說(shuō)，“微觀紋路是自組織的。通過(guò)掃描聚焦激光束，我們得到了大面積的微觀紋路。產(chǎn)生的微觀紋路用作壓模復(fù)制在聚合物上。壓?？梢杂煤芏嗪芏啻?，允許了一個(gè)低成本的制造過(guò)程。生成的微觀紋路聚合物表面表現(xiàn)出很高的排水性。”

    利用高功率激光，研出軍用排水防冰材料，是一項(xiàng)重要的技術(shù)突破，使得一些易結(jié)冰危險(xiǎn)的產(chǎn)品能夠發(fā)揮出其應(yīng)有的使用價(jià)值，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展有著一定的影響。