水往低處流再自然不過了。而在自然界中，樹木可以通過毛細作用對抗地球引力，把大量的水從樹根汲取到離地幾十米高的枝葉中?，F(xiàn)在，科學家也做到了讓水往高處流，而且其速度之快，足以讓大自然中的樹木嫉妒。
飛秒激光改變金屬表層
據(jù)近期《每日科學》網(wǎng)站報道，美國羅徹斯特大學的光學副教授郭春雷(音譯)利用飛秒激光加工技術制成的金屬薄板，可有效控制液體流向，促使液體流向高處。他即將發(fā)表在《應用物理快報》上的論文稱，這一技術在醫(yī)療診斷、計算機處理器冷卻以及金屬“抗菌”等方面具有不可估量的價值。
郭春雷和他的助手阿納托里·沃羅貝耶夫，采用超高速激光來改變金屬表層，在金屬表層形成納米級的凹點、凹線。這種超高速激光被稱為飛秒激光，可產(chǎn)生僅持續(xù)幾飛秒時長的脈沖。一飛秒等于千萬億分之一秒，一飛秒相對于一秒來說，就如同一秒對應3200萬年。郭春雷稱，在這短瞬即逝的爆發(fā)過程中，激光所釋放的能量都聚集在一個針尖大小的點上。
這種金屬表面的吸水過程(每秒速度達1厘米)有些像用紙巾吸取溢出的牛奶，或者是葡萄酒杯中形成“酒淚”(因酒精氣化而在酒杯內(nèi)結(jié)成的露珠)，通過分子間的相互吸引和蒸發(fā)來促使液體移動，對抗地球引力。通過飛秒激光加工制成的納米結(jié)構(gòu)改變了液體分子與金屬分子相互作用的方式，使它們能夠或多或少地互相吸引，這取決于所設置的結(jié)構(gòu)狀況。在某一尺度上，相比于液體分子之間的相互依附，金屬納米結(jié)構(gòu)會更易于與液體分子黏合，使液體快速散布于金屬表面。在液體擴散時，會受到蒸發(fā)作用影響，分子相互作用的過程便形成了金屬的快速吸水效果。如在金屬表面加上激光蝕刻的溝槽，則會進一步增強對液體的控制能力。
新技術可制造微芯片
郭春雷小組已經(jīng)能夠改變幾乎任何一塊金屬的表面結(jié)構(gòu)，從而能夠控制液體的反應，甚至可以控制液體的流向，或是決定是否讓液體流動。
郭春雷說：“想象一下，把一個巨大的水路系統(tǒng)縮小到微芯片上，就猶如在微處理器上印制電路。我們可以用極微量的液體進行化學或生物學研究。有了這樣的微系統(tǒng)，就可以使血液能精確地沿著某一個路徑到達傳感器。皮膚上的一個劃傷可能就含有足夠多的細胞用來進行微量分析，病人不用再擔心護士抽取整管的血液用于測試。”
目前加工9英寸大小的金屬片要耗費30分鐘或更多時間。研究小組正在努力提高技術水平，提升加工速度。盡管飛秒激光具有難以置信的強度，卻可以靠日常電源提供動力。這意味著，一旦工藝水平提升，加工精度提高后，實施起來應該是相對簡單的。
該報道稱，郭春雷的研究小組還加工出了“抗菌金屬”，這是一種表層具有疏水性的金屬(在化學里，疏水性指的是一個分子，即疏水物，與水互相排斥的物理性質(zhì))，能夠減少水分子和金屬分子之間的吸引力。由于大多數(shù)細菌都含有水分，所以它們無法在一個疏水性金屬表面生長。
在美國空軍科學研究辦公室和美國國家科學基金會的資助下，2006年，郭春雷帶領的研究小組使用飛秒激光技術制造出幾乎不反射光線的納米結(jié)構(gòu)金屬；2008年，他們制造出可反射特定波長的納米結(jié)構(gòu)金屬，可將金屬“染”成任何想要的顏色。郭春雷還在6月的《物理評論通訊》中宣稱，其利用飛秒激光加工技術制造出的節(jié)能白熾燈泡，耗能僅為普通白熾燈的一半。
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