原標題：飛秒雷射可使金屬具備超疏水性能
科技日報訊 （記者王小龍）無需化學塗層和其他工藝，僅僅藉助雷射器就能為普通金屬增加防水、防鏽、防冰凍和自我清潔的特性，美國羅切斯特大學的科學家日前對外公布了這項新技術。相關論文發表在1月20日出版的《應用物理學》雜誌上。
負責這項研究的該校光學教授郭春雷（音譯）表示，目前，絕大多數的疏水材料都依靠化工塗料來實現。而新技術則從光學角度入手，通過雷射在金屬表面創建複雜的納米結構來達到這一目的。
與化學塗層相比，新技術所雕刻出的圖案會成為金屬材料的一部分。這意味著它們不會被擦掉或輕易磨損。正是這些特殊的圖案讓材料具備斥水性能：當水滴滴到材料表面後，只會被彈開，然後滾落，整個過程只需要不到一秒鐘的時間。與化學塗層材料相比，其優勢還在於疏水性能更加優秀。普通的疏水材料，如常用於鍋底的特氟龍材料，需要將材料表面傾斜到至少70度，水才會開始向下滑落。而經飛秒雷射處理過的超疏水材料，不到5度就可以達到同樣效果。
由於水滴不但不會粘在超疏水材料表面，而且還會彈起，在這個過程中它們會帶走灰塵顆粒，這就讓這些材料具備了一定的自動清潔能力。為了進行測試，研究人員將吸塵器收集到的灰塵倒在材料表面，結果發現，三滴水就能除去大約一半的塵埃顆粒。十幾滴水就能將材料表面的灰塵全部除去。更妙的是，清洗完畢後，材料表面依然乾燥如新。
物理學家組織網1月21日（北京時間）報導稱，這種超疏水材料在發展中國家具有很多潛在的用途。這一點還引起了比爾及梅琳達·蓋茨基金會的興趣，並對該項目進行了資助。在一些地區，收集雨水是一件極其重要的事情，使用這種超疏水材料將能大幅提高效率。用其製成的雨水收集裝置，將不需要更多考慮漏鬥的尺寸以及傾斜角度問題；第二個領域是可用於建造更加清潔、衛生的廁所。這種材料將能夠製造出無需衝洗就能保持清潔的馬桶和衛生設施。
但在將這一切變為現實之前還有一些問題需要解決。目前，研究人員所製造出來的樣品只有1英寸×1英寸（1英寸=2.54釐米）。要獲得實用還必須找到擴大面積增加產量的方法。
這種對金屬表面進行雕刻的新技術使用了超大功率、超短波長的雷射脈衝，飛秒雷射是人類目前在實驗室條件下所能獲得最短脈衝的技術手段。除了讓材料表面防水，該技術還有其他潛在的應用領域：如製造出一種不會生鏽也不需要經常清洗的太陽能收集裝置，或具備一定光學性能的金屬等。
郭春雷稱，他們還在考慮將這一技術用於半導體或絕緣材料上，開發出一款從裡到外都能防水的電子設備。
總編輯圈點
改變與水的親密關係，讓金屬不在歲月的長河中失去光澤和老化，是人類幾千年一直追尋的目標，油漆、合金、納米塗層，我們一直在更新著自己的技術手段。現在，飛秒雷射技術又以一種簡單、高效的顛覆式的形象出現，成為一種可以在金屬、玻璃甚至塑料上廣泛使用的替代性生產工藝，必將對資源利用和工業發展產生全面影響。
(來源:科技日報)