Revolutsiooniline lasertehnoloogia: kujundage materjalipinnad kohe ümber!

Revolutsiooniline lasertehnoloogia: kujundage materjalipinnad kohe ümber!

Kaasaegne lasertehnoloogia avab põnevad võimalused materjalipindade täiustamiseks. See on osutunud murranguliseks, eriti autotööstuses. Vastavalt Saarimaa ülikool See tehnoloogia ei saa mitte ainult oluliselt parandada komponentide elektrijuhtivust, vaid ka tõrjuda baktereid ja viirusi. Professor Frank Mücklich, kes on üle 30 aasta juhtinud Saari ülikooli funktsionaalsete materjalide õppetooli, on selles valdkonnas teerajaja.

Tema eestvedamisel asutati 15 aastat tagasi Steinbeisi materjalitehnoloogia uurimiskeskus ja viis aastat tagasi firma Surfunction. Nendel asutustel on hea positsioon lasertehnoloogiate uuenduslike pindade arendamiseks. Mücklich on ka acatechi materjaliteaduse ja materjalitehnoloogia teemavõrgustiku kõneisik, mis rõhutab veelgi tema silmapaistvat rolli lasertehnoloogia uurimisel.

Otsene laserkiire häirete struktureerimine

Võtmetehnoloogia on otsene laserkiirte häirete struktureerimine (DLIP). See meetod võimaldab mittekontaktset töötlemist kiirusega kuni üks ruutmeeter minutis ja kasutab häirete põhimõtet, et luua materjalides väga funktsionaalseid mikrostruktuure. Valju Vikipeedia DLIP-i saab rakendada peaaegu igale materjalile ja see mõjutab pinna omadusi elektriliste ja optiliste omaduste, triboloogia ja märguvuse osas. 1990. aastatel sai Mücklich Müncheni Tehnikaülikoolis oma esimesed kogemused laserinterferentsil põhineva protsessiga amorfsete kihtide kristalliseerimiseks. Neid põhimõtteid kasutati lõpuks DLIP-i väljatöötamiseks Saarlandi ülikoolis.

Pindade mikrotopograafiat saab oluliselt kontrollida. Mücklich ja tema doktorant Andrés Lasagni olid edukad materjalide struktureerimisel laserinterferentsetallurgia abil. Nende koostöö tõi kaasa mitmeid auhindu, sealhulgas Berthold Leibingeri innovatsiooniauhinna.

Rakendused ja rahvusvaheline koostöö

Laserstruktuuriga pindade kasutamine laieneb ka kriitilistele valdkondadele, nagu autotööstus. Parandades elektrisõidukite elektripistikute töökindlust ja pikaealisust, suudavad uued metallpinnad elektrit juhtida kuni 80% tõhusamalt ja vajavad paaritumisel 40% vähem jõudu. Lisaks on neid materjale testitud kosmosemissioonidel, et vähendada mikroorganismide adhesiooni rasketes keskkondades.

Eriprojektid koostöös NASA ja ESA-ga, mida juhendab ESA astronaut Matthias Maurer, on suunatud pindade hügieeniomaduste uurimisele kosmosetingimustes. Katsete käigus viidi läbi erinevaid katseid, näiteks antimikroobsete pindade käitumist ja biokilede uurimist. Näiteks on tehnoloogia suurendanud fotogalvaaniliste süsteemide efektiivsust 21%, teatab Fraunhofer IFAM.

Laseripõhise pinnatöötluse kasutamine kaitseb keskkonda, kuna pole vaja keemilisi lisandeid. Lasertehnoloogia võimaldab pindade muutmisel olulisi edusamme, mis on pikaajalise stabiilse liimimise ja värvimise jaoks üliolulised. Selliseid probleeme nagu tootmisprotsessidest või välismõjudest tingitud ebapiisav haardumine saab vähendada pinnastruktuuri spetsiifilise kohandamisega.

Üldiselt rõhutavad lasertehnoloogia muljetavaldavad edusammud ja mitmekesised rakendused teadusuuringute tähtsust selles valdkonnas. Professor Mücklich ja tema meeskond kehtestavad standardeid, mis mitte ainult ei muuda tööstust murranguliseks, vaid aitavad arendada taaskasutatavaid ja puhtaid materjale ka ringmajandusse.