新雷射技術蝕刻表面,科學家開發出能浮在水上的金屬

作者 | 發布日期 2019 年 11 月 08 日 17:39 | 分類 奈米 , 尖端科技 , 材料 follow us in feedly


受到水蛛與火蟻能漂浮在水上的啟發,科學家現在開發出一種把金屬放進水中也不會下沉的表面結構,無論丟到水中次數多頻繁、或損壞的情況有多嚴重。

水蛛(學名:Argyroneta aquatica)又稱潛水鐘蜘蛛(diving bell spider),是唯一一種生活在水下的蜘蛛,牠們的網也結在水下植被之間,但形狀、功能與陸地上的蜘蛛網完全不同,說起來也不像「網」,倒像是金鐘罩,功用為保存空氣而不是抓捕獵物(水蛛也需要氧氣才能生存),因此水蛛的網非常堅固。

但空氣用完了也要補充,此時水蛛會浮到水面,用腳跟腹部表面的細毛挾著氣泡回家、重新灌入網內。

火蟻則有一個廣為人知的本領:組成火蟻筏。一般螞蟻遇到水都逃之夭夭,只有體表防水的火蟻會全軍出動,用強壯大顎咬住彼此組裝成一片「船筏」,上頭載著蟻后和卵隨洪水漂浮直到靠岸。

羅徹斯特大學光學與物理學教授郭春雷(Chunlei Guo)團隊受這兩種生物的啟發,理解到超疏水(superhydrophobic,SH)表面可以捕獲大量空氣,以此製造出超強浮力裝置。

研究人員利用實驗室獨家開發的飛秒雷射技術,在金屬表面蝕刻出複雜奈米紋路,這些刻痕能捕捉足量空氣,進而使金屬出現超疏水表面,且就算研究人員多次刺穿金屬也不會減弱浮力。

這種技術可以應用在各種金屬或其他材料上,也許未來可嘗試打造一艘不會沉沒的船?救生衣?長期漂流在海上的電子監視設備?新論文發表在《ACS Applied Materials and Interfaces》期刊。

(首圖來源:羅徹斯特大學

關鍵字: , , , ,