ACS AMI 亮点速递 | 纳秒激光快速制备铝基月尘防护表面

主要观点总结

本文研究了利用纳秒激光刻蚀方法在铝基表面构建多层次微结构以减弱月尘颗粒模拟物粘附性的研究。研究者们通过原子力显微镜和原位SEM电镜表征了月尘颗粒与表面的动态接触过程，发现这种微结构有助于减小颗粒与表面之间的粘附力。此外，该研究还通过分子动力学模拟定量分析了动态接触过程中接触面积的变化，证实了纳秒激光刻蚀铝基表面在防月尘粘附方面的显著效果。该研究为探月工程中的月尘防护提供了新技术途径。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

月尘粘附在月球车等物体表面，是探月任务的主要障碍。发展有效的月尘抑制方法至关重要。不依赖外部能源的被动防尘技术是解决月尘问题的有效途径之一。

关键观点2: 研究亮点

本研究基于纳秒激光刻蚀的方法在铝基表面构筑了不同尺度的微结构，通过测试和表征发现，这种微结构有助于减小颗粒与表面之间的粘附力，提高防尘效果。

关键观点3: 研究方法

本研究采用了原子力显微镜、原位SEM电镜表征和分子动力学模拟等多种手段，研究了月尘颗粒与表面的动态接触过程和粘附机制。

关键观点4: 实验结果

实验结果表明，经过纳秒激光刻蚀的铝片与月尘颗粒的接触轮廓和粘附力都有明显下降，这主要归因于多层次微结构的存在。

关键观点5: 通讯作者简介

王晓为文章的第一作者，王卫东教授、唐昶宇研究员和杨湛教授为通讯作者。这些作者在微纳制造、材料科学等领域有深厚的背景和丰富的成果。

文章预览

英文原题： Rapid Fabrication of Antilunar Dust Aluminum Surface by Nanosecond Laser Etching 通讯作者： 王卫东，西安电子科技大学；杨湛， 苏州大学；唐昶宇，中物院成都科学技术发展中心 作者： Xiao Wang (王晓), Hong Shao (邵虹), Guangyi Zhang (张光义), Haiyan Zhang (张海燕), Junyu Yan (闫俊宇), Yingmin Zhu (朱应敏), Ji Zhang (张骥), Weidong Wang (王卫东)，Zhan Yang (杨湛), Changyu Tang (唐昶宇) 背景介绍 在复杂的月球环境中，月尘极易粘附在月球车、宇航服、热控系统和光学器件等物体表面，并且难以清除，严重威胁航天器的可靠性和宇航员的健康，已成为国际探月任务的主要障碍。因此，发展有效的月尘抑制方法对于探月任务的顺利进行至关重要。不依赖外部能源的被动防尘技术是解决月尘问题的有效途径之一，其主要手段包括构建金属化表面、应用低表面能材料以及微结构设计，以 ………………………………