研究目的
采用激光烧蚀与化学改性相结合的混合方法，快速制备具有优异自清洁性、稳定性和耐腐蚀性的稳定超疏水铝表面，以克服传统工艺加工周期长和空气中耐久性差的问题。
研究成果
该混合方法能快速（数小时内）成功制备出超疏水铝表面，具有高水接触角（最高达160.6°）、低滚动角（3.0°）、优异的自清洁性能、在酸碱溶液中的化学稳定性以及提升的耐腐蚀性。激光诱导分级结构与交流电-FAS化学改性的结合是实现这些特性的关键，为工业应用提供了一种前景广阔的低成本技术。
研究不足
该研究仅限于铝材料；对其他金属或材料的适用性尚未验证。该工艺可能需要针对不同环境条件或工业规模进行优化。超过一年的长期稳定性未进行测试，且该方法在大规模生产中的成本效益有待进一步评估。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用混合方法，先通过纳秒激光烧蚀在铝表面制备分级微纳结构，再经AC-FAS化学修饰降低表面自由能以实现超疏水性。其原理是通过物理纹理化与化学处理相结合，获得快速稳定形成的表面特性。
2：样品选择与数据来源：
使用切割成20毫米×20毫米的1060铝片（纯度99.6%）。AC-FAS及其他化学品均采购自供应商。
3：6%）。AC-FAS及其他化学品均采购自供应商。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括纳秒镱脉冲光纤激光系统（IPG光子公司）、扫描电镜（FEI Quanta 250 FEG）、探针式轮廓仪（布鲁克Dektak）、白光共聚焦显微镜（蔡司CSM700）、能谱仪（牛津仪器X-Max 80）、X射线光电子能谱仪（赛默飞世尔科技Escalab 250Xi）、高速摄像机（NAC HX-3E）、接触角测量仪（AST VCA optima）和电化学工作站（CHI660D）。材料包含铝片、AC-FAS、乙醇、丙酮、氯化钠、盐酸、氢氧化钠及蒸馏水。
4：0）、能谱仪（牛津仪器X-Max 80）、X射线光电子能谱仪（赛默飞世尔科技Escalab 250Xi）、高速摄像机（NAC HX-3E）、接触角测量仪（AST VCA optima）和电化学工作站（CHI660D）。材料包含铝片、AC-FAS、乙醇、丙酮、氯化钠、盐酸、氢氧化钠及蒸馏水。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：样品经抛光清洗后，采用不同间距（40-150微米）进行激光烧蚀。激光处理后样品经清洗并浸入AC-FAS/乙醇溶液2小时，随后干燥。通过所列设备表征润湿性、形貌、化学成分及耐蚀性。
5：数据分析方法：
接触角测量采用统计分析，形貌分析使用SEM和显微镜，化学成分分析采用EDS和XPS，腐蚀参数通过塔菲尔外推法获取。
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Scanning Electron Microscopy
Quanta 250 FEG
FEI
Used for surface morphology characterization.
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stylus profilers
Dektak
Bruker
Used to obtain 3D profile and surface roughness.
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white light confocal microscope
CSM700
Zeiss
Used to obtain 3D profile and surface roughness.
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Energy-dispersive Spectroscopy
X-Max 80
Oxford instruments
Used to analyze surface chemistry.
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X-ray Photoelectron Spectroscopy
Escalab 250Xi
Thermo Fisher Scientific
Used to analyze surface chemistry.
-
nanosecond Ytterbium pulsed fiber laser system
IPG photonics
Used for laser ablation to create hierarchical micro/nano structures on aluminum surfaces.
-
high-speed video camera
HX-3E
NAC
Used for recording bouncing experiments.
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contact angle instrument
VCA optima
AST
Used for measuring static water contact angle and rolling angle.
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electrochemical workstation
CHI660D
Used for potentiodynamic polarization tests to evaluate corrosion resistance.
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Saturated Calomel Electrode
Used as reference electrode in electrochemical tests.
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platinum electrode
Used as counter electrode in electrochemical tests.
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