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新激光技术蚀刻表面,科学家开发出能浮在水上的金属

2024-11-03 205


受到水蛛与火蚁能漂浮在水上的启发,科学家现在开发出一种把金属放进水中也不会下沉的表面结构,无论丢到水中次数多频繁、或损坏的情况有多严重。

水蛛(学名:Argyroneta aquatica)又称潜水钟蜘蛛(diving bell spider),是唯一一种生活在水下的蜘蛛,它们的网也结在水下植被之间,但形状、功能与陆地上的蜘蛛网完全不同,说起来也不像“网”,倒像是金钟罩,功用为保存空气而不是抓捕猎物(水蛛也需要氧气才能生存),因此水蛛的网非常坚固。

但空气用完了也要补充,此时水蛛会浮到水面,用脚跟腹部表面的细毛挟着气泡回家、重新灌入网内。

火蚁则有一个广为人知的本领:组成火蚁筏。一般蚂蚁遇到水都逃之夭夭,只有体表防水的火蚁会全军出动,用强壮大颚咬住彼此组装成一片“船筏”,上头载着蚁后和卵随洪水漂浮直到靠岸。

罗彻斯特大学光学与物理学教授郭春雷(Chunlei Guo)团队受这两种生物的启发,理解到超疏水(superhydrophobic,SH)表面可以捕获大量空气,以此制造出超强浮力装置。

研究人员利用实验室独家开发的飞秒激光技术,在金属表面蚀刻出复杂奈米纹路,这些刻痕能捕捉足量空气,进而使金属出现超疏水表面,且就算研究人员多次刺穿金属也不会减弱浮力。

这种技术可以应用在各种金属或其他材料上,也许未来可尝试打造一艘不会沉没的船?救生衣?长期漂流在海上的电子监视设备?新论文发表在《ACS Applied Materials and Interfaces》期刊。

  • Spiders and ants inspire metal that won’t sink
  • UNSINKABLE METAL STRUCTURE MIMICS SPIDERS AND ANTS

(首图来源:罗彻斯特大学)

2019-11-09 04:05:00

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