利用激光实现金属表面的疏水特性
在罗切斯特大学的实验室里,研究人员正在用激光以不可思议的方式改变金属表面,例如不使用特殊的涂料、颜料或溶剂使之成为超级防水材料。 这一技术的商业应用前景包括商业飞机和大型卡车等,可以为暴露的金属表面防锈和防腐蚀,清洁,以及实现手术和医疗设施的抗微生物的表面。 但是要使这项技术在商业上可行,激光器必须变得更加强大。 风险资本支持的科技公司FemtoRoc公司正在实施一项与John Marciante教授联合的研究项目,后者是一个光学副教授,在罗彻斯特大学光学研究所开发了一些更强大的激光器。该项目预计需要六年,研究预算估计为1000万美元。 上图所示John Marciante教授和研究生Swati Bhargava、Christopher Marsh 、Haomin Yao在探讨一种精确测量光纤的设置和连装置。图片来源:罗切斯特大学。 “激光器需要高功率,超快速,平均功率在千瓦级测量飞秒激光系统,而不是现在市场上售卖的10的瓦,”Marciante说。“因此,我们需要扩大激光器的功率10倍以上。” “这是一项雄心勃勃的事业。” 专有的超疏水技术利用激光来制造一个复杂的微观和纳米结构的图案,给经过处理的金属表面一组新的物理性质。 在2015年光学研究所的资深科学家Chunlei Guo教授和Anatoliy Vorobyev描述了一种非常强大的超短脉冲激光,用来永久地改变金属表面的性质。 Guo和Vorobyev已经成功地使用这种技术不仅造成金属表面非常防水,还能实现吸水特性。Guo的实验室还创造了一个处理金属表面的过程,以吸收几乎所有波长的环境光,它有广泛的商业应用,包括超薄、超高效率的太阳能电池。 然而,在实验室中,利用低功率激光器制作1x1英寸的金属样本模板需要一个小时的时间。因此需要更强大、超快的飞秒激光脉冲来加速这一过程,使这项技术在商业上可行。 Marciante的实验室进行这种高功率激光的开发研究,其专门从事开发先进的大功率、光纤激光器,将需要解决的两个主要挑战。 |