美国研发激光超拉伸超疏液材料

美国北卡罗来纳州立大学的研究团队近日利用激光烧蚀技术，成功开发出一种无需化学溶剂的超拉伸、超疏液（超全能排斥）新材料。这种材料在拉伸至初始长度五倍后，仍能保持其卓越的液体排斥性能，且历经超过5000次拉伸循环后性能不衰减。该成果发表于2026年2月的《Matter》期刊，为柔性机器人、人造皮肤贴片等应用领域提供了全新的材料解决方案。

据该研究通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授阿伦·库马尔·科塔介绍，超疏液材料能够排斥包括强酸、强碱及强腐蚀性溶剂在内的几乎所有液体。在软体机器人领域，这类材料至关重要，因为它们需要适应恶劣环境，同时具备极大的形变能力。科塔指出，传统超疏液材料通常通过喷涂含纳米颗粒的溶剂涂层制成，但这类涂层在材料拉伸超过时极易发生分层剥落，导致功能失效。

针对这一痛点，研究团队此前曾尝试通过构建微米级凸起结构来缓解分层问题，即利用涂层在凸起顶部的完整性来维持疏液性。而在Zui新研究中，团队彻底摒弃了喷涂工艺，直接利用激光烧蚀在材料表面同时构建出微米凸起和粗糙结构。为了精准控制激光功率、速度及空间频率等关键参数，团队引入了机器学习算法，通过设定目标滑动角自动优化烧蚀方案，从而大幅减少了传统试错法所需的成千上万次实验。

研究团队在硅氧烷弹性体上进行了验证，该材料本身具有优异的弹性，并经过含氟硅烷改性以增强疏水性。结合激光烧蚀技术后，Zui终制备出的材料不仅实现了超疏液特性，更在极端拉伸条件下保持了惊人的稳定性。科塔强调，这一技术平台不仅避免了有害化学溶剂的使用，还显著降低了生产成本，为从纺织医疗敷料到耐化学腐蚀的可穿戴电子设备等多元化应用提供了更环保、更经济的制造路径。

对于中国制造业而言，这种结合人工智能优化传统制造工艺、实现绿色生产的创新模式值得高度关注，特别是在柔性电子和高端医疗器械领域，有望为突破材料性能瓶颈提供新的技术思路。