近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高端光电装备部杨上陆研究员团队与上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所合作，在航空铝合金表面改性领域取得重要突破。团队首次提出并验证了一种利用兆赫兹（MHz）脉冲串（burst mode）皮秒激光对2024-T3铝合金表面进行微纳结构加工的新策略。通过精确调控脉冲串内的子脉冲数量（Nburst）与脉冲能量，团队诱导形成了一种新颖的多层“溅射状”分级微纳结构，在将润湿性调控所需有效能量阈值降低75-80%的同时，使环氧树脂与铝合金的界面粘接强度提升了近5.7倍，为航空领域绿色、高效的表面预处理提供了全新方案。相关研究成果以“Surface Processing of Aluminum Alloys Using Burst Ultrafast Laser Pulses for Enhanced Wettability Modulation and Surface Adhesion”为题，发表于Applied Surface Science上。
航空铝合金（如2024-T3）因高比强度而被广泛用于飞机机翼前缘等关键承力结构，但环氧防护涂层常因界面结合力不足而开裂、剥落，诱发腐蚀，影响飞机抗腐蚀性和乘客体验。传统的铬酸阳极氧化等化学预处理工艺虽能提升附着力，但其使用的有毒成分日益受到环保法规限制，且存在工艺复杂、稳定性差等问题。针对这一瓶颈，研究团队利用MHz脉冲串皮秒激光的超快能量沉积与累积热效应，成功实现了对铝合金表面微纳拓扑结构的精准调控。在润湿性调控方面，单脉冲模式下需50-100μJ才能实现显著亲水转变；而引入MHz脉冲串后，仅需10-25μJ即可达到超亲水状态（接触角