“這是首次使用激光制造出的多功能金屬表面材料，該材料具有超疏水(防水)，自我凈化以及高吸收等多重功能，”郭春雷說，他是羅切斯特大學(xué)光學(xué)院的物理學(xué)家。郭與同為羅切斯特大學(xué)同事的研究者AnatoliyVorobyev共同研發(fā)出了該新型材料。研究者們在美國物理聯(lián)合會出版的《應(yīng)用物理雜志》中詳述了用了激光刻蝕技術(shù)制作出該材料的過程。

　　提升材料的光吸收能力會受益于那些需要收集光能的科技，比如太陽能傳感器和太陽能器件，而超疏水性則會使材料的表面防銹，防冰和防生物污損，所有這些特點(diǎn)都會提高器件的耐用性，使之更容易保養(yǎng)，郭說。超疏水性還有利于材料表面自我凈化，因為無法滲透的水滴可以有效地帶走表面的灰塵顆粒。

　　研究者們用持續(xù)時間為一千萬億分之一秒量級的超短飛秒脈沖轟擊鉑，鈦，和銅三種樣品，從而獲得這種新型的表面材料。“在短暫的轟擊中，激光脈沖的峰值能量相當(dāng)于北美整個電力網(wǎng)的能量總和，”郭說。

　　這些超能激光脈沖會在金屬表面刻蝕出大量的細(xì)紋,在這些紋路上密集分布且高低不平的納米微結(jié)構(gòu)就這樣形成了。微結(jié)構(gòu)從根本上改變了這三種金屬表面的光學(xué)性質(zhì)和潤濕性質(zhì)，將通常情況下反光的金屬表面轉(zhuǎn)變成對光高吸收的表面，并使它們具有防水的性質(zhì)。

　　羅切斯特大學(xué)光學(xué)院的教授郭春雷研制出了一種用激光讓材料具有疏水性的技術(shù)，如圖所示，水珠從被該技術(shù)處理過的樣品表面上滑落。

　　大多數(shù)商業(yè)使用的具有疏水性和高光學(xué)吸收性的材料依賴于化學(xué)涂層，這些涂層會隨著時間降解或者脫落，郭說。但對于這種新型材料來說，由激光蝕刻的納微米結(jié)構(gòu)已經(jīng)變成了金屬表面的固有性質(zhì)，因此不會隨著時間變化。

　　該新型材料的疏水性還可與眾所周知的不粘鍍層相媲美。“許多人都知道聚四氟乙烯（不粘鍋的鍍層）是一種具有疏水性的表面材料，但是如果你想要讓水滴從不粘鍍層上滑落，就得使表面傾斜近70度的角。”郭說。“而我們研發(fā)的這種表面材料具有更強(qiáng)的疏水性，只需傾斜幾度，水珠就能滑落。”

　　郭和他的同事?lián)碛卸嗄暧眉す廪D(zhuǎn)變材料性質(zhì)的經(jīng)驗。幾年前，他們用激光研發(fā)出了一種超親水性材料，在其表面，水珠甚至?xí)朔亓ν掀绿幜鳌?ldquo;在那之后，我們就想制造出一種與之相反的技術(shù)，即，使材料的表面防水。”

　　研究組下一步計劃在其他的如超導(dǎo)材料和介電材料上研發(fā)出更多的功能。這些多功能特性應(yīng)該會有更為廣泛的應(yīng)用，比如制作更好的太陽能集熱器。