Một nhóm nghiên cứu tại Viện Quang học, Cơ học và Vật lý Trường Xuân (CIOMP), một phần của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã thúc đẩy sự phát triển các bề mặt kim loại siêu kỵ nước bền bỉ bằng cách sử dụng công nghệ laser femto giây, giúp tăng cường đáng kể khả năng chống ăn mòn.
Tính siêu kỵ nước là một hiện tượng phổ biến trong tự nhiên - chẳng hạn như hiệu ứng tự làm sạch được quan sát thấy ở lá sen do đặc tính siêu kỵ nước của bề mặt thực vật. Các nhà khoa học đã tái tạo các đặc tính siêu kỵ nước nhân tạo trên nhiều vật liệu khác nhau, bao gồm cả kim loại, để đạt được những lợi ích như chống thấm nước, tự làm sạch, chống ăn mòn, giảm lực cản và chống đóng băng. Tuy nhiên, các bề mặt kim loại siêu kỵ nước hiện tại chủ yếu dựa vào lớp phủ dựa trên độ bám dính, dễ bị phân hủy do các ion ăn mòn, dẫn đến lớp phủ bị phá vỡ, bong tróc và bong tróc, làm ảnh hưởng đến độ bền hóa học.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm của Tiến sĩ Jianjun Yang tại Phòng thí nghiệm Vật liệu và Quang tử Micro/Nano quốc tế của CIOMP đã đề xuất một phương pháp mới kết hợp pha tạp cấu trúc micro/nano do tia laser femto giây tạo ra với quá trình ủ nhiệt độ thấp theo chu kỳ. Phương pháp này tạo ra một cấu trúc giống như tổ kiến sinh học với pha tinh thể phụ trên bề mặt kim loại, đạt được hiệu ứng siêu kỵ nước tự khởi động và có độ ổn định cao. Pha dưới tinh thể cải thiện đáng kể độ bền của đặc tính siêu kỵ nước.
Theo Tiến sĩ Yang, các thí nghiệm cho thấy mẫu kim loại vẫn duy trì khả năng siêu kỵ nước mạnh ngay cả sau 2,{1}} giờ ngâm trong dung dịch muối ăn mòn. Hơn nữa, cấu trúc này còn thể hiện khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, phản ứng điện hóa lâu dài và các điều kiện khắc nghiệt khác nhau, bao gồm ngâm trong dung dịch axit và bazơ, tiếp xúc với tia cực tím và chu trình đóng băng-tan băng.
Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí uy tín Advanced Materials.