美國科研團隊近期取得一項突破性成果:通過激光蝕刻技術(shù),使鋁金屬管獲得超疏水特性,即便在極端受損情況下仍能保持漂浮能力。這項研究發(fā)表于《先進功能材料》期刊,為海洋工程裝備提供了新型輕量化解決方案。
研究團隊受荷葉表面微觀結(jié)構(gòu)的啟發(fā),利用高精度激光在鋁管表面制造出微米與納米級復(fù)合凹坑。這種特殊結(jié)構(gòu)能在金屬與水體間形成穩(wěn)定空氣層,有效降低材料密度。實驗數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)過處理的鋁管在完全垂直插入水中的狀態(tài)下仍可保持漂浮,其抗顛覆能力顯著優(yōu)于傳統(tǒng)浮體材料。
相較于該團隊此前研發(fā)的圓盤形鋁構(gòu)件,新型管狀結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出更優(yōu)異的性能。其內(nèi)部中空設(shè)計可儲存更多空氣,使單位體積的浮力提升40%以上。在模擬極端環(huán)境的測試中,科研人員將鋁管壓入3米深水區(qū)持續(xù)2小時,以及在管壁制造直徑達2厘米的破洞后,其漂浮功能均未受到影響。
目前研究團隊已成功制備出最長0.5米的樣品,并通過模塊化拼接驗證了其擴展性。這種新型材料可應(yīng)用于海洋監(jiān)測浮標、抗風浪船舶以及應(yīng)急浮動平臺等領(lǐng)域。據(jù)測算,采用該技術(shù)的船舶自重可減輕30%,同時具備更強的抗破損能力,特別適合在惡劣海況下作業(yè)。






