Revolutionaire lasertechnologie: ontwerp nu materiaaloppervlakken opnieuw!

Revolutionaire lasertechnologie: ontwerp nu materiaaloppervlakken opnieuw!

Moderne lasertechnologie opent fascinerende mogelijkheden voor het verbeteren van materiaaloppervlakken. Het is baanbrekend gebleken, vooral in de auto-industrie. Volgens de Universiteit van Saarland Deze technologie kan niet alleen de elektrische geleidbaarheid van componenten aanzienlijk verbeteren, maar ook bacteriën en virussen afstoten. Professor Frank Mücklich, die al meer dan dertig jaar de leerstoel Functionele Materialen aan de Saar Universiteit leidt, is een pionier op dit gebied.

Onder zijn leiding werd vijftien jaar geleden het Steinbeis Research Center for Materials Technology opgericht en vijf jaar geleden het bedrijf Surfunction. Deze instellingen zijn goed gepositioneerd om de ontwikkeling van innovatieve oppervlakken uit lasertechnologieën te bevorderen. Mücklich is ook de woordvoerder van het themanetwerk “Materials Science and Materials Technology” bij acatech, wat zijn uitstekende rol in het onderzoek naar lasertechnologie verder onderstreept.

Directe interferentiestructurering door laserstralen

Een sleuteltechnologie is directe laserstraalinterferentiestructurering (DLIP). Deze methode maakt contactloze verwerking mogelijk met snelheden tot één vierkante meter per minuut en maakt gebruik van het interferentieprincipe om zeer functionele microstructuren in materialen te creëren. Luidruchtig Wikipedia DLIP kan op vrijwel elk materiaal worden toegepast en beïnvloedt de oppervlakte-eigenschappen in termen van elektrische en optische eigenschappen, tribologie en bevochtigbaarheid. In de jaren negentig deed Mücklich zijn eerste ervaringen op met een proces gebaseerd op laserinterferentie voor de kristallisatie van amorfe lagen aan de Technische Universiteit van München. Deze principes werden uiteindelijk gebruikt om DLIP aan de Universiteit van Saarland te ontwikkelen.

De microtopografie van de oppervlakken kan aanzienlijk worden gecontroleerd. Mücklich en zijn promovendus Andrés Lasagni waren succesvol in het structureren van materialen met behulp van laserinterferentiemetallurgie. Hun samenwerking resulteerde in verschillende prijzen, waaronder de Berthold Leibinger Innovation Prize.

Toepassingen en internationale samenwerkingen

De toepassing van lasergestructureerde oppervlakken strekt zich ook uit tot kritische gebieden zoals de auto-industrie. Door de betrouwbaarheid en levensduur van elektrische connectoren in elektrische voertuigen te verbeteren, kunnen de nieuwe metalen oppervlakken elektriciteit tot 80% efficiënter geleiden en vereisen ze 40% minder kracht bij het koppelen. Bovendien zijn deze materialen getest tijdens ruimtemissies om de adhesie van micro-organismen in moeilijke omgevingen te verminderen.

Speciale projecten in samenwerking met NASA en ESA, onder toezicht van ESA-astronaut Matthias Maurer, hebben tot doel de hygiënische eigenschappen van oppervlakken onder ruimteomstandigheden te onderzoeken. Tijdens de tests werden verschillende experimenten uitgevoerd, zoals het gedrag van antimicrobiële oppervlakken en het onderzoek naar biofilms. De technologie heeft bijvoorbeeld de efficiëntie van fotovoltaïsche systemen met 21% verhoogd, meldt Fraunhofer IFAM.

Het gebruik van lasergebaseerde oppervlaktebehandeling beschermt het milieu omdat er geen chemische toevoegingen nodig zijn. Lasertechnologie maakt aanzienlijke vooruitgang mogelijk op het gebied van oppervlaktemodificatie, die cruciaal is voor langdurig stabiel lijmen en schilderen. Uitdagingen zoals onvoldoende hechting als gevolg van productieprocessen of externe invloeden kunnen worden verminderd door de oppervlaktestructuur specifiek aan te passen.

Over het geheel genomen onderstrepen de indrukwekkende vooruitgang en diverse toepassingen van lasertechnologie het belang van onderzoek op dit gebied. Professor Mücklich en zijn team stellen normen die niet alleen een revolutie teweegbrengen in de industrie, maar ook bijdragen aan de circulaire economie door recyclebare en zuivere materialen te ontwikkelen.