Ученые используют сверхбыстрые лазеры для создания первых в мире самоочищающихся металлов

ИноСМИ, Лазерные технологии, Новости науки и техники Комментариев к записи Ученые используют сверхбыстрые лазеры для создания первых в мире самоочищающихся металлов нет

Рис. Исследователи используют мощные лазерные режущие устройства для создания микроскопических «пиков» и «гребней» в листовом металле, в результате чего жидкости «отскакивают» от шероховатой микротопографии. (Изображение: проект TresClean)

Проект Horizon 2020 добился прорыва благодаря использованию сверхбыстрых мощных лазеров, которые впервые позволят производить самоочищающийся листовой металл в промышленных масштабах.

Согласно европейским исследователям проекта «TresClean» (высокопроизводительное лазерное текстурирование самоочищающихся и антибактериальных поверхностей), они разработали первую водоотталкивающую, антибактериальную металлическую поверхность, которая может включать такие продукты, как самоочищающиеся кастрюли, туалеты и посудомоечные машины.

По словам исследователей, самоочищающиеся пластмассовые компоненты были достигнуты ранее, однако это первое для самоочищающихся металлов.

Получая вдохновение от природы, в частности от защитных механизмов растений, таких как лист лотоса, исследователи используют мощные лазерные режущие устройства для создания микроскопических «шипов» и «гребней» в листовом металле, заставляя жидкости «отскакивать» от шероховатой микротопография — эффект, наблюдаемый на поверхности листьев лотоса. Эта шероховатая поверхность создает миниатюрные воздушные карманы, которые сводят к минимуму площадь контакта между поверхностью и жидкостью, почти как на игольном ложе.

«Точно так же, как листья лотоса сохраняют себя чистыми, без необходимости чистить продукты или химикаты, их неровные, шероховатые поверхности позволяют воде оставаться в виде сферических капель, предотвращая« распространение »», — пояснил профессор Luca Romoli, координатор проекта TresClean. ‘Бактерии не имеют возможности прилипнуть, потому что контакт с металлической поверхностью и жидкостью уменьшается более чем на 80 процентов. Мы смотрим на антибактериальный металл ».


Рис. Зубчатые, шероховатые поверхности, создаваемые лазерами, заставляют воду оставаться в виде сферических капель, предотвращая «распространение». (Изображение: ALPhANOV)

Первоначально новая технология будет использоваться для создания антибактериальных поверхностей для использования в пищевой промышленности, что значительно повысит производительность и сократит затраты на фабриках, которые обрабатывают биологические пищевые продукты, такие как молоко, томатный соус и йогурт.

Лазерная текстурированная поверхность

Металлические поверхности текстурированы с использованием ультра короткоимпульсных лазеров высокой мощности и высокопроизводительных сканирующих головок, которые используют инновационный метод подачи луча для движений до 200 м/с. Это позволяет исследователям быстро добиться текстурирования поверхности — обрабатывать области размером 500 см2 менее чем за 30 минут. Это сопоставимо с 1 квадратным дюймом металла, который можно было гравировать лазером за 1 час в 2015 году, что делает методы TresClean в 156 раз быстрее, чем предыдущие методы.

В рамках проекта TresClean французский исследовательский институт и партнер проекта Alphanov приобрел новый лазер Tangor-350W от Amplitude Systemes к концу 2018 года. Лазер работает на центральной длине волны 1030 нм и может выдавать до 350 Вт средней мощности при очень высокой частоте повторения (до 13 МГц) с длительностью импульса 500 фемтосекунд. Лазер был подключен к полигональному сканеру, разработанному Raylase, производителем систем доставки луча, а также партнером TresClean.

Борьба с бактериями

Изначально TresClean нацеливала свою продукцию на детали машин для пищевой промышленности. Она надеется оказать значительное влияние на производительность: ‘Баки на молочных фабриках необходимо чистить каждые 6-8 часов, чтобы избежать экспоненциального роста бактерий. Это препятствует использованию и, следовательно, влияет на производительность », — сказал Romoli.

‘Благодаря экономии часов в день на очистку, это приведет к повышению эффективности благодаря меньшему количеству циклов стерилизации и сокращению времени очистки внутри производства в целом. Это также сократит потребление энергии в результате сокращения количества этапов очистки, что сделает производство продуктов питания более быстрым, безопасным и прибыльным ».

Профессор Romoli видит долгосрочные возможности и последствия для других секторов: «Вполне возможно, что любое использование металла, которому необходимо избежать образования бактерий, получит пользу от продукта TresClean, например, медицинские режущие инструменты, стерильные поверхности, посудомоечные машины или даже кастрюли.

Координируемый Universitá Degli Studi Di Parma, консорциум включает членов из Италии, Франции, Германии, Испании и Великобритании и получил грант в размере 3 363 091,25 евро от Государственно-частного партнерства Photonics в рамках конкурсов на финансирование промышленного лидерства H2020.

https://www.lasersystemseurope.com/news/scientists-use-ultra-fast-lasers-create-world%E2%80%99s-first-self-cleaning-metals

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top