美國(guó)北卡羅來納州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近日利用激光燒蝕技術(shù)，成功開發(fā)出一種無需化學(xué)溶劑的超拉伸、超疏液（超全能排斥）新材料。這種材料在拉伸至初始長(zhǎng)度五倍后，仍能保持其卓越的液體排斥性能，且歷經(jīng)超過5000次拉伸循環(huán)后性能不衰減。該成果發(fā)表于2026年2月的《Matter》期刊，為柔性機(jī)器人、人造皮膚貼片等應(yīng)用領(lǐng)域提供了全新的材料解決方案。

據(jù)該研究通訊作者、北卡羅來納州立大學(xué)機(jī)械與航空航天工程副教授阿倫·庫馬爾·科塔介紹，超疏液材料能夠排斥包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及強(qiáng)腐蝕性溶劑在內(nèi)的幾乎所有液體。在軟體機(jī)器人領(lǐng)域，這類材料至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈冃枰m應(yīng)惡劣環(huán)境，同時(shí)具備極大的形變能力?？扑赋觯瑐鹘y(tǒng)超疏液材料通常通過噴涂含納米顆粒的溶劑涂層制成，但這類涂層在材料拉伸超過時(shí)極易發(fā)生分層剝落，導(dǎo)致功能失效。

針對(duì)這一痛點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)此前曾嘗試通過構(gòu)建微米級(jí)凸起結(jié)構(gòu)來緩解分層問題，即利用涂層在凸起頂部的完整性來維持疏液性。而在Zui新研究中，團(tuán)隊(duì)徹底摒棄了噴涂工藝，直接利用激光燒蝕在材料表面同時(shí)構(gòu)建出微米凸起和粗糙結(jié)構(gòu)。為了精準(zhǔn)控制激光功率、速度及空間頻率等關(guān)鍵參數(shù)，團(tuán)隊(duì)引入了機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過設(shè)定目標(biāo)滑動(dòng)角自動(dòng)優(yōu)化燒蝕方案，從而大幅減少了傳統(tǒng)試錯(cuò)法所需的成千上萬次實(shí)驗(yàn)。

研究團(tuán)隊(duì)在硅氧烷彈性體上進(jìn)行了驗(yàn)證，該材料本身具有優(yōu)異的彈性，并經(jīng)過含氟硅烷改性以增強(qiáng)疏水性。結(jié)合激光燒蝕技術(shù)后，Zui終制備出的材料不僅實(shí)現(xiàn)了超疏液特性，更在極端拉伸條件下保持了驚人的穩(wěn)定性?？扑?qiáng)調(diào)，這一技術(shù)平臺(tái)不僅避免了有害化學(xué)溶劑的使用，還顯著降低了生產(chǎn)成本，為從紡織醫(yī)療敷料到耐化學(xué)腐蝕的可穿戴電子設(shè)備等多元化應(yīng)用提供了更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)的制造路徑。

對(duì)于中國(guó)制造業(yè)而言，這種結(jié)合人工智能優(yōu)化傳統(tǒng)制造工藝、實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的創(chuàng)新模式值得高度關(guān)注，特別是在柔性電子和高端醫(yī)療器械領(lǐng)域，有望為突破材料性能瓶頸提供新的技術(shù)思路。