Vallankumouksellinen lasertekniikka: suunnittele materiaalipinnat uudelleen nyt!

Vallankumouksellinen lasertekniikka: suunnittele materiaalipinnat uudelleen nyt!

Nykyaikainen lasertekniikka avaa kiehtovia mahdollisuuksia materiaalipintojen parantamiseen. Se on osoittautunut uraauurtavaksi erityisesti autoteollisuudessa. mukaan Saarlandin yliopisto Tämä tekniikka ei ainoastaan ​​voi parantaa merkittävästi komponenttien sähkönjohtavuutta, vaan myös karkottaa bakteereja ja viruksia. Yli 30 vuotta Saar-yliopiston funktionaalisten materiaalien katedraalia johtanut professori Frank Mücklich on tämän alan edelläkävijä.

Hänen johdollaan perustettiin 15 vuotta sitten materiaaliteknologian tutkimuskeskus Steinbeis ja viisi vuotta sitten Surfunction. Näillä laitoksilla on hyvät mahdollisuudet edistää laserteknologian innovatiivisten pintojen kehittämistä. Mücklich on myös acatechin "Materials Science and Materials Technology" -aiheverkoston tiedottaja, mikä korostaa hänen merkittävää rooliaan laserteknologian tutkimuksessa.

Suora lasersäteen häiriöstrukturointi

Keskeinen tekniikka on suora lasersäteen häiriörakenne (DLIP). Tämä menetelmä mahdollistaa kosketuksettoman käsittelyn jopa yhden neliömetrin minuutissa ja käyttää interferenssin periaatetta erittäin toimivien mikrorakenteiden luomiseen materiaaleihin. äänekäs Wikipedia DLIP:iä voidaan levittää lähes mihin tahansa materiaaliin ja se vaikuttaa pinnan ominaisuuksiin sähköisten ja optisten ominaisuuksien, tribologian ja kostuvuuden osalta. 1990-luvulla Mücklich sai ensimmäiset kokemuksensa laserinterferenssiin perustuvasta prosessista amorfisten kerrosten kiteyttämiseksi Münchenin teknillisessä yliopistossa. Näitä periaatteita käytettiin lopulta DLIP:n kehittämiseen Saarlandin yliopistossa.

Pintojen mikrotopografiaa voidaan hallita merkittävästi. Mücklich ja hänen tohtoriopiskelijansa Andrés Lasagni onnistuivat strukturoimaan materiaaleja laserinterferenssimetallurgialla. Heidän yhteistyönsä johti useisiin palkintoihin, mukaan lukien Berthold Leibinger -innovaatiopalkinto.

Sovellukset ja kansainvälinen yhteistyö

Laserrakenteisten pintojen käyttö ulottuu myös kriittisille alueille, kuten autoteollisuuteen. Parannamalla sähköajoneuvojen sähköliittimien luotettavuutta ja pitkäikäisyyttä uudet metallipinnat voivat johtaa sähköä jopa 80 % tehokkaammin ja vaativat 40 % vähemmän voimaa yhdistämisessä. Lisäksi näitä materiaaleja on testattu avaruustehtävissä mikro-organismien tarttumisen vähentämiseksi vaikeissa ympäristöissä.

Erityisprojektit yhteistyössä NASAn ja ESAn kanssa, joita ohjaa ESA:n astronautti Matthias Maurer, tähtää pintojen hygieniaominaisuuksien tutkimiseen avaruusolosuhteissa. Testien aikana tehtiin erilaisia ​​kokeita, kuten antimikrobisten pintojen käyttäytymistä ja biofilmien tutkimusta. Esimerkiksi tekniikka on lisännyt aurinkosähköjärjestelmien tehokkuutta 21 %, kertoo Fraunhofer IFAM.

Laserpohjaisen pintakäsittelyn käyttö suojelee ympäristöä, koska kemiallisia lisäaineita ei tarvita. Laserteknologia mahdollistaa merkittäviä edistysaskeleita pinnan modifioinnissa, jotka ovat tärkeitä pitkäaikaisen vakaan liimauksen ja maalauksen kannalta. Haasteita, kuten valmistusprosessien tai ulkoisten vaikutusten aiheuttama riittämätön tartunta, voidaan vähentää mukauttamalla pintarakennetta erityisellä tavalla.

Kaiken kaikkiaan laserteknologian vaikuttava edistysaskel ja monipuoliset sovellukset korostavat tutkimuksen merkitystä tällä alalla. Professori Mücklich ja hänen tiiminsä asettavat standardeja, jotka eivät ainoastaan ​​mullista alaa, vaan edistävät myös kiertotaloutta kehittämällä kierrätettäviä ja puhtaita materiaaleja.