Через доли секунды капля катится по поверхности, едва видимой невооруженным глазом. У него нет шансов найти контроль над структурой. Такая поверхность, на которой не удерживаются ни вода, ни водоподобные жидкости, ни лед, была бы практичной для многих применений. В настоящее время это было разработано и научно доказано молодым ученым из Дрездена, Стефаном Миллесом. С этой целью инженер структурировал алюминиевую пластину лазером так, чтобы капли воды и водоподобные жидкости больше не держались на ней - поверхность становится супергидрофобной. Теперь он опубликовал научные доказательства этого в «Научных отчетах».
Вот как выглядит водоотталкивающий эффект:
Возможные применения в промышленности
В течение двух лет Стефан Миллес исследовал структуру поверхности, на которой не может удержаться ни капли, и обледенение сильно задерживается. С самого начала он выбрал алюминий, потому что это очень промышленный материал. Миллес объясняет: «Когда самолет летит сквозь облака, это помогает, если обледенение крыльев, двигателей и сенсорных элементов замедляется на несколько секунд».
Роторные лопасти ветротурбин, огромные емкости для жидкостей в пищевой промышленности или измерительные приборы выполнены из алюминия и чувствительны к льду. Таким образом, развитие 28-летнего возраста является реальной альтернативой предыдущим композитам или покрытиям поверхностей и открывает новые производственные возможности. Никаких дополнительных химикатов или чистых комнатных условий не требуется для структурирования материалов.
Эффект лотоса: вдохновение от природы
Миллес объясняет особенность его структуры: «Не все водоотталкивающие поверхности одновременно являются ледоотталкивающими. Моя структура может делать и то и другое ». Чтобы достичь этого эффекта, инженер-механик применил сложную структуру, используя определенный лазерный процесс - во-первых.
Он был вдохновлен природой. Самоочищающийся эффект лотоса, который также известен по крылу бабочки, основан на микро- и наноструктурированной поверхности. «Большая задача заключалась в том, чтобы сначала найти структуру, которая была бы в десять раз меньше человеческого волоса, а затем выгравировать ее еще более филигранно», - объясняет инженер.
Цель лазерной гравировки квадратного метра алюминия всего за несколько минут
В настоящее время Миллес работает над тем, чтобы экономно обрабатывать алюминиевые листы на большой площади. По этой причине он в основном выбирал лазерные помехи с самого начала. Он объясняет: «Только процесс лазерной интерференции может структурировать различные поверхности филигранью за очень короткое время. Только когда квадратный метр алюминия может быть выгравирован лазером в течение нескольких минут, процесс станет захватывающим для промышленности. Другие процессы в настоящее время занимают несколько часов для поверхностного структурирования квадратного метра и все равно не дали бы микро- и нанометровую структуру ».
Научно-исследовательская работа Миллеса, который в настоящее время готовит докторскую диссертацию по этому вопросу совместно с экспертом по лазерным технологиям профессором Андресом Фабианом Лазаньи, базируется в немецком исследовательском фонде в рамках проекта Райнхарта Козеллека «Производство крупномасштабных двух- и трехступенчатых многоуровневых структур с многофункциональными свойствами поверхности с использованием лазеров». Методы ». В июне Миллес был удостоен этой награды на «Международной конференции по проектированию поверхности, вдохновленной природой» в Нью-Джерси, США.