中国科学院の一部である長春光学・精密機械・物理研究所（CIOMP）の研究チームは、フェムト秒レーザー技術を使用して耐久性のある超疎水性金属表面の開発を進め、耐食性も大幅に向上させた。
超疎水性は、植物表面の超疎水性特性による蓮の葉で観察される自浄効果など、自然界では一般的な現象です。科学者たちは、金属を含むさまざまな材料上で人工の超疎水性特性を再現し、撥水性、自浄性、耐食性、抗力の低減、防氷などの利点を実現してきました。しかし、既存の超疎水性金属表面は主に接着ベースのコーティングに依存しており、このコーティングは腐食性イオンによる劣化を起こしやすく、その結果、コーティングの破壊、緩み、剥離が生じ、化学的耐久性が損なわれます。
これに対処するために、CIOMP のマイクロ/ナノフォトニクスおよび材料国際研究所の Jianjun Yang 博士のチームは、フェムト秒レーザー誘起マイクロ/ナノ構造ドーピングと周期的低温アニーリングを組み合わせた新しいアプローチを提案しました。この方法では、金属表面に亜結晶相が優勢な生体模倣アリの巣のような構造を作成し、非常に安定した自己開始型の超疎水効果を実現します。亜結晶相により、超疎水性の耐久性が大幅に向上します。
ヤン博士によると、実験の結果、金属サンプルは腐食性食塩水に 2,000 時間浸漬した後でも強い超疎水性を維持したことが示されました。さらに、この構造は優れた耐食性を示し、電気化学反応や、酸性および塩基性溶液への浸漬、UV 暴露、凍結融解サイクルなどのさまざまな過酷な条件に耐えることができました。
この研究結果は、権威ある学術誌「Advanced Materials」に掲載された。