Revolutionerande laserteknik: designa om materialytor nu!

Revolutionerande laserteknik: designa om materialytor nu!

Modern laserteknik öppnar fascinerande möjligheter för att förbättra materialytor. Det har visat sig vara banbrytande, särskilt inom bilindustrin. Enligt Saarlands universitet Denna teknik kan inte bara förbättra komponenternas elektriska ledningsförmåga avsevärt, utan också stöta bort bakterier och virus. Professor Frank Mücklich, som har lett ordföranden för funktionella material vid Saar University i över 30 år, är en pionjär inom detta område.

Under hans ledning grundades Steinbeis Research Center for Materials Technology för 15 år sedan och företaget Surfunction grundades för fem år sedan. Dessa institutioner är väl positionerade för att främja utvecklingen av innovativa ytor från laserteknik. Mücklich är också talesman för ämnesnätverket "Material Science and Materials Technology" på acatech, vilket ytterligare understryker hans enastående roll inom forskning om laserteknologi.

Direkt laserstråleinterferensstrukturering

En nyckelteknologi är direkt laserstråleinterferensstrukturering (DLIP). Denna metod tillåter beröringsfri bearbetning med hastigheter på upp till en kvadratmeter per minut och använder interferensprincipen för att skapa mycket funktionella mikrostrukturer i material. Högt Wikipedia DLIP kan appliceras på nästan alla material och påverkar ytegenskaperna vad gäller elektriska och optiska egenskaper, tribologi och vätbarhet. På 1990-talet fick Mücklich sina första erfarenheter av en process baserad på laserinterferens för kristallisering av amorfa skikt vid Münchens tekniska universitet. Dessa principer användes slutligen för att utveckla DLIP vid Saarlands universitet.

Ytornas mikrotopografi kan kontrolleras avsevärt. Mücklich och hans doktorand Andrés Lasagni var framgångsrika i att strukturera material med hjälp av laserinterferensmetallurgi. Deras samarbete resulterade i flera utmärkelser, inklusive Berthold Leibinger Innovation Prize.

Ansökningar och internationella samarbeten

Användningen av laserstrukturerade ytor sträcker sig också till kritiska områden som bilindustrin. Genom att förbättra tillförlitligheten och livslängden hos elektriska kontakter i elfordon kan de nya metallytorna leda elektricitet upp till 80 % mer effektivt och kräva 40 % mindre kraft vid parning. Dessutom har dessa material testats i rymduppdrag för att minska vidhäftningen av mikroorganismer i svåra miljöer.

Särskilda projekt i samarbete med NASA och ESA, som övervakas av ESA-astronaut Matthias Maurer, syftar till att undersöka ytornas hygieniska egenskaper under rymdförhållanden. Under testerna genomfördes olika experiment, såsom beteendet hos antimikrobiella ytor och studiet av biofilmer. Till exempel har tekniken ökat effektiviteten hos solcellssystem med 21 %, rapporterar Fraunhofer IFAM.

Användningen av laserbaserad ytbehandling skyddar miljön då inga kemiska tillsatser behövs. Laserteknik möjliggör betydande framsteg inom ytmodifiering, vilket är avgörande för långsiktigt stabil bindning och målning. Utmaningar som otillräcklig vidhäftning på grund av tillverkningsprocesser eller yttre påverkan kan reduceras genom att specifikt anpassa ytstrukturen.

Sammantaget understryker de imponerande framstegen och olika tillämpningar av laserteknik vikten av forskning inom detta område. Professor Mücklich och hans team sätter standarder som inte bara revolutionerar branschen, utan också bidrar till den cirkulära ekonomin genom att utveckla återvinningsbara och rena material.