综述:利用飞秒激光对微纳结构表面进行处理以实现超疏水性:综述

《physica status solidi (a)– applications and materials science》:Micro- and Nanostructured Surfaces are Structured by a Femtosecond Laser toward Superhydrophobicity: A Review

【字体: 时间:2025年10月01日 来源:physica status solidi (a)– applications and materials science 1.9

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  超疏水表面通过飞秒激光加工技术实现微纳米结构调控,其原理涉及激光与物质相互作用机制,在油水分离、自清洁、除冰及光伏板清洁等领域展现应用潜力。技术优势包括材料适用广、效率高、结构可控,但需解决工艺稳定性与表面形貌优化问题。

  

摘要

随着工业4.0和人工智能2.0的快速发展,基于深度学习和强化学习等数据驱动范式的自主优化和复杂工艺参数的动态控制已成为可能。超疏水表面已在航空航天、交通运输、微流控技术和新能源领域得到应用。这些表面通过溶胶-凝胶工艺、化学气相沉积、模板技术以及飞秒激光加工等方法制备。飞秒激光加工因其广泛的材料适用性、高加工效率及灵活性而备受重视。本文阐述了其工作原理,并分析了飞秒激光与物质相互作用的微观机制,阐明了如何实现精确的微纳加工从而在这些表面获得超疏水性能。基于润湿理论,对相关应用案例进行了系统分析,重点讨论了碳化硅(SiC)、金属和光伏模块三个典型领域,并展示了通过表面结构调控实现可控制润湿性的实例。总结了飞秒激光加工在超疏水材料制备中的优势,并阐明了激光诱导的微观形貌对润湿性的影响。同时回顾了该技术在四个应用领域(油水分离、自清洁、除冰和光伏面板清洁)中的进展,分析了当前面临的技术挑战,并通过性能对比预测了未来发展趋势。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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