超疏水铝管技术为海洋装备与可再生能源提供新型材料方案
2026-01-29 09:08
来源:罗切斯特大学
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罗切斯特大学光学研究所的研究团队近期开发出一种新型材料处理工艺,使普通铝管获得“永不沉没”的特性。这项研究成果已发表于学术期刊《先进功能材料》,由该校激光能量学实验室的郭春雷教授及其团队完成。该技术有望为未来船舶、浮动平台及海洋可再生能源装置的设计提供新的材料基础。

郭说:“即使你用各种方法在管子上打出尽可能多的孔,它们仍然会漂浮起来。”

研究团队通过特定的表面蚀刻工艺,在铝管内壁制造出微米与纳米尺度的复合结构,从而赋予材料极强的超疏水性能。当处理后的铝管进入水中时,其表面能稳定地包裹住一层空气,形成持久的气泡层,有效阻止水浸入管内。郭春雷教授解释说:“重要的是,我们在管子中间增加了一个隔板,这样即使你把它垂直推入水中,气泡也会被困在里面,管子也能保持漂浮能力。”

这项基于超疏水原理的漂浮技术,相较于团队2019年开发的圆盘式装置有了显著改进。新型管状结构在面对倾斜、旋转等复杂水动力环境时表现出更强的稳定性。郭春雷教授表示:“我们曾在一些非常恶劣的环境下对它们进行了长达数周的测试,发现它们的浮力没有丝毫下降。你可以在它们身上戳很大的洞,我们已经证明,即使你用尽一切办法在管子上戳出尽可能多的洞,它们仍然能够漂浮。”

这种具备损伤容限的超疏水铝管可作为模块化单元进行组合,构建出适用于船舶、浮标及各类海洋平台的浮动基础结构。在实验室条件下,研究团队已对多种尺寸的铝管进行了验证,其中最长接近0.5米。郭春雷教授认为,该技术具备向工程级尺寸扩展的潜力。

研究团队还探索了该材料的衍生应用,演示了利用由超疏水铝管组成的浮筏收集波浪能并进行发电的可能性,这为海洋可再生能源技术的创新提供了新的思路。

更多信息:标题:几何形状驱动的可回收漂浮超疏水金属管,发表于:《先进功能材料》(2026)。期刊信息:先进功能材料

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