标题：金属表面超疏水化学稳定性提高的创新研究

IT之家11月9日消息，在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域，金属表面的超疏水性能具有极其重要的潜在应用价值。
近年来，这一领域受到了国内外研究者们的广泛关注，并已取得显著的研究进展。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的微纳光子学与材料国际实验室杨建军团队，通过飞秒激光技术实现了金属表面超疏水稳定性能的提高，相关研究成果已发表在国际知名期刊《先进材料》上。

一、金属表面超疏水的意义与现状

超疏水现象是自然界中普遍存在的，例如荷叶出淤泥而不染就与植物表面的超疏水性有关。
目前，科研人员已通过仿生手段在多种材料上实现了人工超疏水功能。
在实际腐蚀性环境中，如海水，这种依靠粘附涂层的设计很容易遭受侵蚀性离子的渗透，导致涂层分解、疏松和剥落等风险，引发超疏水化学耐久性的显著下降。

长期以来，如何提升金属表面超疏水化学稳定性是实际应用中面临的普遍难题。
特别是在化学反应诱导的材料表面能变化对液体滚动角产生显著影响的情况下，超疏水表面性能难以在长时间范围内保持良好。

二、杨建军团队的创新研究

针对这一难题，杨建军团队提出了飞秒激光元素掺杂微纳结构（FLEM）与循环低温退火（RLA）相结合的研究方法。
他们在金属铝合金表面构建了一种以次晶相态为主导的仿生蚁穴状结构(BAT)，成功实现了高效稳定的自启动超疏水效果。

1. 多级微纳结构与次晶相态的形成

该团队通过FLEM技术，在金属表面构建了多级微纳结构。
这种结构有助于实现对空气捕获的稳定利用，从而降低材料表面能，实现超疏水效果。
而次晶相态的形成则可以大幅度降低材料表面自由能，进一步提升金属表面的超疏水化学稳定性。

2. 耐腐蚀性能的显著提升

实验测量结果表明，该金属样品即使在经历了长达2000小时的腐蚀性盐水浸泡后，其表面依然能够保持良好的超疏水性能。
在经过强烈的电化学反应测试后，材料表面的超疏水特性也依然能够保持。
实验测得的腐蚀电流更是低至10A/cm²，较未加工样品表面的情况降低了5个数量级。

3. 多种苛刻环境下的挑战

研究发现，这种自主性的超疏水金属表面也能承受住不同酸碱溶液浸泡、紫外辐射和冷冻循环等多种苛刻环境的挑战。
这对于超疏水材料在实际应用中的长期稳定运行具有重要意义。

三、合作与理论验证

为了从理论层面进一步验证次晶相态形成对于材料表面能降低和化学稳定性提升所起的重要贡献，该团队与沈阳金属研究所的马会老师团队携手合作，运用从头计算方法进行了理论层面的研究。

四、展望

杨建军团队的研究成果为金属表面超疏水性能的提升开辟了新的途径。
未来，随着研究的深入，这种超疏水金属表面有望在自清洁、防腐、减阻和防冰等领域得到广泛应用，为人们的生活带来更多便利。

杨建军团队通过飞秒激光技术和循环低温退火技术，成功提高了金属表面的超疏水稳定性能。
这一研究成果为超疏水材料在实际应用中的长期稳定运行奠定了基础，并为相关领域的进一步研究提供了新的思路和方法。

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