仿生蚁穴微结构中形成次晶态的自激活超疏水金属表面示意图
在自然界中，许多物体展现出超疏水性能，例如荷花的叶面能使水珠轻易滑落，水生昆虫亦因超疏水性而在水面上自由行走。这种现象的研究不仅有助于理解自然规律，还为材料科学带来重要启发。然而，目前实现金属表面超疏水性的方法多依赖于在材料表面制作微/纳米结构后，再用低表面能的有机物进行涂层修饰。这一传统方法在面对腐蚀性环境时，容易受到侵蚀性离子的渗透，导致超疏水性的显著降低。
对此，中国科学院长春光机所的杨建军团队提出了一种新的结合技术：利用飞秒激光进行元素掺杂，创造出微纳结构，并结合循环低温退火过程，成功在铝合金表面构建出一种仿生蚁穴状微结构。这种次晶相态结构不仅赋予了金属表面超疏水特性，还确保了其在苛刻条件下的稳定性。
实际实验结果表明，利用这一新技术后制备的金属样品在盐水浸泡2000小时后，依旧显示出良好的超疏水性能。更令人惊讶的是，经过强烈电化学反应测试后，这一表面处理技术使材料的超疏水特性几乎完好无损，腐蚀电流的测试结果相比未处理样品降低了五个数量级，显示出极高的耐腐蚀性。
这一最新的研究成果不仅为超疏水技术开辟了新的发展方向，还为高性能材料的设计与开发提供了独特的思路。金属表面超疏水性材料在工业应用中，尤其是在涂料和表面工程领域，将极大提升材料的使用性能和耐久性。这些技术不仅提升了材料的自清洁能力，同时也减少了维护成本，延长了材料的使用寿命。
这项技术将推动更多超疏水材料的研发和应用，尤其是在防冰涂层、医疗设备和食品包装等领域，其市场前景广阔。通过进一步的技术深化和应用探索，超疏水表面材料有望将自然界的智慧转化为现代技术的有力工具，开启材料科学的新篇章。长春光机所在金属超疏水技术方面的突破，不仅集成了微纳制造与材料科学的最新进展，更为我们打开了一扇探索未来材料性能的窗口。
长春光机所创新性地利用飞秒激光元素掺杂与循环退火相结合的加工处理技术，打造出无需有机涂层也可实现持久保持的超疏水金属表面。该表面独具稳定储存空气结构、低自由能及高化学稳定性等三种功效，其关键在于微纳结构本身具有次晶相态，从而自主有效地降低了表面能，颠覆了唯有依赖有机物修饰才能获得超疏水性能的传统观念。
此三位一体的功能设计避免了有机改性剂的缺陷，有效解决了金属表面极端拒水性持久保持的关键难题，这一突破不仅为超疏水领域开辟了广阔的前景，还为基于原子尺度调控的高性能材料表面设计与开发提供了全新的研究思路。（涂界）
欢迎关注涂界官方微信：点击标题下方“涂界”即可关注。版权合作和广告业务合作联系电话：15820231776（微信号）
