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受荷葉不沾水原理啟發(fā) 俄研發(fā)出鋁鎂合金防水耐磨新技術(shù)
攀荷弄其珠，蕩漾不成圓。受荷葉不沾水的原理啟發(fā)，并輔以化學處理新工藝，俄羅斯研究團隊日前研發(fā)出一種提升鋁鎂合金材料防水耐磨性能的新技術(shù)。
荷葉表面遍布極微小的凸起和絨毛，落到荷葉上的雨水會被這種凹凸結(jié)構(gòu)所排斥并快速流走，難以洇濕葉片。俄科學院物理化學與電化學研究所的科研團隊依據(jù)這一防水機制并拓展利用，借助大量納秒級激光脈沖“轟擊”鋁鎂合金材料，使其表面產(chǎn)生與荷葉類似、凹凸深淺為納米和微米尺度的特殊紋絡(luò)。
科研團隊在新一期《美國化學學會·納米》月刊上報告說，這種凹凸結(jié)構(gòu)可與常規(guī)防水涂料很好地結(jié)合在一起，提高鋁鎂合金制品的疏水特性，使水難以在汽車車身及飛機零件表面結(jié)冰。
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的博伊諾維奇博士介紹，在用激光脈沖為鋁鎂合金“文身”的同時，團隊用一種特殊化學制劑處理鋁鎂合金，進而在原有金屬表面合成堅硬耐磨的氮氧化鋁。此外，由于激光脈沖還能使鋁鎂合金表面的凹凸結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)大量微小孔隙，因此這些孔隙能夠吸收納米級氮氧化鋁顆粒和后期涂抹的防水涂料。
如此一來，鋁鎂合金制品的耐磨和抗腐蝕性能也明顯提高，即使因某些“不可抗力”造成表面出現(xiàn)細微裂紋或劃痕，其仿“荷葉”凹凸結(jié)構(gòu)的孔隙內(nèi)會釋放出氮氧化鋁顆粒和防水涂料，填充裂紋和劃痕。
博伊諾維奇表示，鋁鎂合金在汽車和飛機制造領(lǐng)域使用廣泛，但這種材料在冷凍貨物的速冷劑和正常室溫交替作用下，或在突遇過熱的水蒸氣時等不利因素下，其物理化學特性難以保持穩(wěn)定。此外，鋁鎂合金容易出現(xiàn)點狀銹蝕，其耐磨損性能也不強。
研究團隊在不利因素下對經(jīng)處理的鋁鎂合金進行了反復(fù)測試，結(jié)果該材料的物理化學特性保持了較高的穩(wěn)定水平。按計劃，研究人員將通過更多測試來檢測這種合金改良技術(shù)的可靠性，以期盡早達到應(yīng)用水平。