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化工仪器网 行业百态】金属材料在我们日常生活中无处不在，从建筑结构到电子设备，从交通工具到生产设备，金属材料都发挥着重要作用。而这离不开金属材料所具备的优异的物理性能。但是，金属材料在使用过程中难免会和环境发生化学反应，尽管这个反应许多时候需要很长时间来进行，但是过程中往往会伴随着金属材料性能的下降，这个金属材料出现变质、破坏和性能恶化的现象便是金属腐蚀。
金属腐蚀一旦发生，许多时候都伴随着经济损失和生产安全问题。例如飞机刹车系统的高压气瓶因应力腐蚀爆炸导致刹车失灵，桥梁因应力腐蚀和疲劳的联合作用而断裂等。正因如此，大多数行业都会在应对金属腐蚀以及设备维护上投入大量的精力。这也使得金属抗腐蚀研究成为了材料学一个重要的课题。
事实上， 目前针对金属腐蚀的手段有很多，像通过油漆涂层避免金属与空气或水直接接触，以及加工成合金提升金属稳定性等，都是常见的手段。而就在最近，我国科学家在这方面又收获了全新的进展。
据悉，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所微纳光子学与材料国际实验室杨建军团队的最新研究成果，有望有效解决金属表面极端拒水性持久保持的关键难题。
超疏水性指对水具备极端排斥性，现象上来看，指材料表面与水的接触角大于150°，且在倾斜角小于10°时，液滴能够滚动脱离表面的表面。金属材料想要获得这种特性，大都依赖于传统的二元协同设计思想，即通过调控两种结构单元之间的距离与本征物理尺度常数匹配，达到临界距离产生协同效应，从而呈现出优异物理、化学性能的一类新材料设计方法。具体到金属材料上就是先在材料表面制作微/纳米结构，然后再采用低表面能有机物进行修饰。
然而这种方法的本质是为材料附着涂层，涂层在实际使用过程中会出现分解、脱落等问题，因此时间一长加工好的材料具备的超疏水性也会逐渐消失。杨建军团队则采用飞秒激光元素掺杂微纳结构与循环低温退火相结合的研究方法为金属构建一种以次晶相态为主导的仿生蚁穴状结构，从而实现高效稳定的自启动超疏水效果。
用于测试该研究成果的金属铝合金样品，在腐蚀性盐水中浸泡2000小时后，表面依然能够保持良好的超疏水性能。并且，经验证，激光处理后材料的腐蚀电流密度相较于未处理铝合金降低了10万倍。相信，随着技术的进一步完善，该技术能够打开超疏水金属在建筑、交通、科研等领域的应用，凭借优秀的自清洁、防腐、减阻和防冰等性能，为我们带来更多的便利与机遇。
作者：小王
