Лазерный мир

Барухов Сергей Алексеевич, Остапюк София Ивановна , Решетников Даниил Сергеевич // В сборнике: Новые тенденции в науке, обществе и технике. Сборник статей Международной научно-практической конференции. Ульяновск, 2025. С. 52-62.

Аннотация: Фемтосекундная лазерная обработка — это метод создания микро- и наноструктур на поверхности материалов с помощью ультракоротких лазерных импульсов. Эти импульсы настолько кратковременны, что у них достаточно времени для взаимодействия с материалом, прежде чем тепло распространится на окружающие участки. Использование фемтосекундных лазеров при обработке материалов является важнейшим высокоточным методом, который находит применение в производстве медицинских имплантатов.

Ультракороткие импульсы (УКИ) обладают рядом преимуществ по сравнению с наносекундными импульсами за счет отсутствия необходимости термической обработки, характерной для традиционных методов. Основные преимущества включают:

• Отсутствие теплового воздействия на материал, что исключает образование термического напряжения и изменения физических или химических характеристик обрабатываемого объекта.
• Минимизация ударных волн, что предотвращает появление структурных изменений в материале.
• Исключение образования микротрещин на обработанных поверхностях, обеспечивая их гладкость.
• Отсутствие эффекта плавления материала во время обработки, что предотвращает изменение структуры обрабатываемого объекта.
• Отсутствие повреждений поверхности, благодаря чему не требуется повторная обработка или доводка.
• Минимальное количество производимого мусора, что снижает необходимость в дополнительной очистке.
• Отсутствие выброса материала, что обеспечивает поддержание чистоты обрабатываемых поверхностей.
• Формирование гладких краев за счет отсутствия переработанного слоя или изменений в структуре материала [2, c. 66].

Этот процесс особенно хорошо подходит для производства таких медицинских изделий, как катетеры, сердечные клапаны и стенты, а также для резки и маркировки медицинского стекла и 3D-структурирования керамического материала для зубных имплантатов или костных протезов [3, c. 9]. Но, пожалуй, наиболее интересным потенциальным применением является создание совершенно нового класса биоразлагаемых материалов – полимеров, которые безопасно остаются в организме в течение контролируемого периода времени, прежде чем разложиться. Эти полимеры разрабатываются в качестве альтернативы традиционным полимерам или металлическим компонентам.

Полное содержание на https://elibrary.ru/