憑借著激光的特性，以及其在軍事領域所發(fā)揮的巨大作用，激光技術已成為軍事領域研究的主要技術之一，美國一直十分重視激光技術在軍事上的應用，而近日，美國大學的教授就利用高功率激光技術成功研出軍用排水防冰材料。

    荷葉具有獨特的微觀結構和臘狀涂層使它容易排水。受這個大自然靈感的啟發(fā)，美國弗吉尼亞大學教授已經(jīng)想出一個辦法來讓金屬和塑料可以做幾乎同樣的事情。

    蘭利大學電氣和計算機工程學系特聘教授，激光和等離子體國家科學基金會(NSF)行業(yè)/大學合作研究中心主任Mool Gupta，開發(fā)了一種方法使用高功率激光技術和納米技術來創(chuàng)建一個類似的結構，能夠排水、捕捉陽光和防止冰的形成。

    這種紋路材料可以用在大范圍使用，在有結冰危險的產(chǎn)品中存在潛在的重要應用，例如航空、汽車工業(yè)、軍事、保護通信塔、風機葉片、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用如乙二醇化學物質在內的電流除冰程序成為不必要的。

    該材料捕捉陽光的能力也可以提高太陽能電池的性能。

    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)有相同的微觀結構的塑料。復制過程類似于光盤生產(chǎn)。當然，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)造的是一個微觀結構，”Gupta說。

    “首先創(chuàng)建一塊有紋路的金屬，”Gupta補充道，“使用這個主用金屬來制造很多片有紋路的塑料。因此，所有的特征都會復制在特殊的塑料上。只要創(chuàng)建出紋路，你將一滴水滴在上面，水會滾下來而不粘附在上面，就像荷葉一樣。我們已經(jīng)創(chuàng)造出了一個排水的人造結構，就像荷葉。”

    生產(chǎn)這種有特殊紋路的金屬過程是這樣的：科學家們使用例如能量光束高于激光指針2000萬倍的高能激光，聚焦在金屬表面。金屬吸收激光的光和熱來達到約1200攝氏度或更高的融化溫度，這一過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秒的時間內，”Gupta說，“微觀紋路是自組織的。通過掃描聚焦激光束，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制在聚合物上。壓?？梢杂煤芏嗪芏啻危试S了一個低成本的制造過程。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，是一項重要的技術突破，使得一些易結冰危險的產(chǎn)品能夠發(fā)揮出其應有的使用價值，對于社會的發(fā)展有著一定的影響。