Tecnologia laser rivoluzionaria: ridisegna ora le superfici dei materiali!

Tecnologia laser rivoluzionaria: ridisegna ora le superfici dei materiali!

La moderna tecnologia laser apre affascinanti possibilità per migliorare le superfici dei materiali. Si è rivelato rivoluzionario, soprattutto nel settore automobilistico. Secondo il Università del Saarland Questa tecnologia non solo può migliorare significativamente la conduttività elettrica dei componenti, ma anche respingere batteri e virus. Il professor Frank Mücklich, che da oltre 30 anni dirige la cattedra di materiali funzionali dell'Università della Saar, è un pioniere in questo campo.

Sotto la sua guida 15 anni fa è stato fondato il Centro di ricerca Steinbeis per la tecnologia dei materiali e cinque anni fa l'azienda Surfunction. Queste istituzioni sono ben posizionate per promuovere lo sviluppo di superfici innovative dalle tecnologie laser. Mücklich è anche portavoce della rete tematica “Scienza e tecnologia dei materiali” presso acatech, il che sottolinea ulteriormente il suo ruolo eccezionale nella ricerca sulla tecnologia laser.

Strutturazione dell'interferenza del raggio laser diretto

Una tecnologia chiave è la strutturazione dell'interferenza diretta del raggio laser (DLIP). Questo metodo consente la lavorazione senza contatto a velocità fino a un metro quadrato al minuto e utilizza il principio dell'interferenza per creare microstrutture altamente funzionali nei materiali. Forte Wikipedia DLIP può essere applicato a quasi tutti i materiali e influenza le proprietà superficiali in termini di proprietà elettriche e ottiche, tribologia e bagnabilità. Negli anni '90 Mücklich ha maturato le sue prime esperienze con un processo basato sull'interferenza laser per la cristallizzazione di strati amorfi presso l'Università Tecnica di Monaco. Questi principi sono stati infine utilizzati per sviluppare DLIP presso l'Università del Saarland.

La microtopografia delle superfici può essere controllata in modo significativo. Mücklich e il suo dottorando Andrés Lasagni sono riusciti con successo a strutturare i materiali utilizzando la metallurgia a interferenza laser. La loro collaborazione ha portato a numerosi premi, tra cui il Premio per l'innovazione Berthold Leibinger.

Applicazioni e collaborazioni internazionali

L’applicazione delle superfici strutturate al laser si estende anche ad ambiti critici come l’industria automobilistica. Migliorando l’affidabilità e la longevità dei connettori elettrici nei veicoli elettrici, le nuove superfici metalliche possono condurre l’elettricità fino all’80% in modo più efficiente e richiedono il 40% di forza in meno durante l’accoppiamento. Inoltre, questi materiali sono stati testati in missioni spaziali per ridurre l'adesione dei microrganismi in ambienti difficili.

Progetti speciali in collaborazione con la NASA e l'ESA, supervisionati dall'astronauta dell'ESA Matthias Maurer, mirano a ricercare le proprietà igieniche delle superfici in condizioni spaziali. Durante i test sono state effettuate diverse sperimentazioni, come il comportamento antimicrobico delle superfici e lo studio dei biofilm. Questa tecnologia, ad esempio, ha aumentato l'efficienza degli impianti fotovoltaici del 21%, riferisce Fraunhofer IFAM.

L'uso del trattamento superficiale basato sul laser protegge l'ambiente poiché non sono necessari additivi chimici. Laser technology enables significant advances in surface modification, which are crucial for long-term stable bonding and painting. Problemi come l'adesione insufficiente dovuta ai processi di produzione o agli influssi esterni possono essere ridotti adattando in modo mirato la struttura della superficie.

Nel complesso, gli impressionanti progressi e le diverse applicazioni della tecnologia laser sottolineano l’importanza della ricerca in questo settore. Il professor Mücklich e il suo team stanno definendo standard che non solo rivoluzionano il settore, ma contribuiscono anche all’economia circolare sviluppando materiali riciclabili e puri.