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蜘蛛和蚂蚁激发了金属所以防水，它不会下沉[视频]

时间：2022-03-05 12:25:09 来源：

金属结构蚀刻激光器，右，漂浮在Chunlei Guo的实验室教授的水面上的顶部。

罗切斯特大学研究人员，灵感来自Ping Bell Spiders和Fire Ants的筏子，已经创造了一种金属结构，这是防水的，它拒绝沉没 - 无论它被迫进入水还是损坏或刺破多少。

这可能会导致一个缺乏船舶吗？穿孔后仍然漂浮的可穿戴浮便器装置？电子监控设备可以在海洋中长期生存吗？

上面的所有内容都是Chunlei Guo，光学和物理教授，其实验室描述了今天（2019年11月6日）在ACS应用材料和接口发表的论文中的结构。

该结构使用研磨技术，该实验室开发用于使用激光的飞秒爆发，以“蚀刻”金属的表面，其具有复杂的微型和纳米级图案，捕获空气并使表面超疏水或防水剂。

然而，研究人员发现，在长时间浸入水中，表面可以开始失去疏水性质。

进入蜘蛛和消防蚂蚁，可以在水面下或水面上存活。如何？通过捕获封闭区域的空气。例如，Argyroneta水生蜘蛛制造水下圆顶形网-A所谓的平钟 - 它们填充从其超疏水性腿部和腹部之间的表面携带的空气。同样，火蚁可以通过捕获其超疏水体中的空气来形成筏。

“这是一个非常有趣的灵感，”郭说。作为研究人员注意到论文：“关键洞察力是，多丝的超疏水（SH）表面可以捕获大量的空气量，这朝向使用SH曲面产生浮力装置的可能性。”

超疏水金属结构漂浮在郭立实验室的水面上。重量氯化物金属结构被称重，以保持其淹没在郭实验室的水中。即使在两个月后，它也会反弹回到表面上。实验
设置用于确定经处理的板之间的正确距离，以捕获并保持足够的空气以保持结构漂浮。即使在显着的结构损坏后，超疏水结构也仍然漂浮在刺破具有六个3毫米的孔和一个6毫米孔。

Guo的实验室创建了一种结构，其中两个平行的铝板上的处理表面面向向内，而不是向外，所以它们被封闭并没有外部磨损和磨损。表面通过正确的距离分开，以捕获并保持足够的空气，以保持结构漂浮 - 实质上产生防水室。

郭说，即使在被迫淹没两个月后，结构立即就会回到表面后，郭说。即使在多次刺破之后，结构也能够保留这种能力，因为空气保持在隔室或邻接结构的剩余部分中。

虽然球队使用铝为该项目，但“蚀刻过程”可用于字面上任何金属或其他材料，“郭说。

当郭立实验室首先展示了蚀刻技术时，花了一小时的时间才能达到一英寸一英寸的表面。现在，通过使用激光器七次强大，更快地扫描，实验室已经加速了该过程，使得更加可行的是扩大商业应用。

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参考：“水生应用的高度漂浮的超疏水金属装配”由Zhanging Zhan，Mohamed Elkabbash，金罗成，吉华张，Subhash Chandra Singh和Chunlei Guo，2019年11月6日，ACS应用材料和界面.DOI：
10.1021 / ACSAMI.9B15540.

共同作者包括领先作者朱洪詹，穆罕默德·埃尔克拉布，吉华张和Subhash Singh，所有博士。郭立实验室的候选人或博士后研究员，以及中国长春光学研究所和中国物理学研究所的副教授金罗成。

该项目得到了比尔＆Melinda Gates基金会，美国陆军研究办公室和国家科学基金会的资金支持。

图片：J. Adam Fenster / Rochester大学


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