Gli scienziati hanno sviluppato un metodo di lavorazione del materiale al laser per produrre superfici strutturate che respingono lo sporco e l'acqua. Questa tecnologia sarà utilizzata principalmente nell'industria aerospaziale.

L'uso di rivestimenti che imitano la pianta di loto, le cui foglie hanno proprietà autopulenti, sta diventando sempre più comune in una vasta gamma di applicazioni, dall'industria alla medicina. Quando l'acqua cade su queste foglie, forma perline che rotolano via, portando con sé polvere e sporco grazie alla complessa struttura microscopica e nanoscopica della superficie. Supportato dal progetto LASER4FUN finanziato dall'UE, un team di ricercatori ha ideato un metodo ispirato all'effetto loto utilizzando laser per incidere motivi in ​​filigrana direttamente nelle superfici metalliche.

Riassumendo il processo in un comunicato stampa del Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS, Il dottor Tim Kunze ha dichiarato:"Con il nostro processo, vogliamo prevenire qualsiasi forma di contaminazione sulle superfici degli aerei." Ha aggiunto, però, che "sarebbe anche un successo se potessimo almeno ridurlo considerevolmente".

Effetto loto

Lo stesso comunicato stampa rileva che gli ingegneri hanno utilizzato una tecnica di patterning di interferenza laser diretta (DLIP). Ciò comporta l'utilizzo di speciali ottiche per suddividere un singolo raggio laser in più raggi parziali che si ricombinano sulla superficie metallica da strutturare. Crea schemi di luce precisi e controllabili. "Se lo schema di interferenza è focalizzato su una lastra di titanio, la luce laser ad alta energia fonde e abla il materiale nelle aree luminose, mentre lascia inalterato il materiale nelle aree scure."

Il team ha osservato che questi modelli assomigliano a corridoi di pilastri o tetti di lamiera ondulata. "Le distanze tra i pilastri possono essere impostate tra 150 nanometri (milionesimi di millimetro) e 30 micrometri (millesimi di millimetro)." Questo crea una superficie sulla quale le gocce d'acqua non riescono a trovare abbastanza presa. Di conseguenza, rotolano o scivolano via, invece di stendersi a formare un film, simile all'effetto loto osservato in natura.

Tali superfici idrorepellenti o superidrofobiche sono prodotte anche da altre tecnologie, come spiegato nel comunicato stampa. "Oggi, la maggior parte dei rivestimenti tipo loto su lamiere, i vetri o gli accessori per il bagno sono ancora prodotti con processi speciali. Il vantaggio principale di questi metodi di rivestimento è che consentono di trattare grandi aree. Però, i rivestimenti invecchiano nel tempo, possono essere facilmente danneggiati e in parte non sono conformi alle nuove normative ambientali dell'UE che entrano in vigore." Gli scienziati sottolineano che le strutture prodotte con il metodo DLIP possono durare anni senza sollevare preoccupazioni ambientali.

Oltre a testare in volo i rivestimenti strutturati al laser sull'ala di un aereo, il team sta anche esaminando altre applicazioni per le sue nanostrutture simili al loto. I ricercatori suggeriscono che la tecnologia potrebbe essere utilizzata per proteggersi dalla contraffazione o per migliorare la biocompatibilità degli impianti chirurgici, come quelli usati in odontoiatria.

Il progetto LASER4FUN (European Esrs Network On Short Pulsed Laser Micro/Nanostructuring Of Surfaces) in corso mira a "strutturare le proprietà di incorporamento delle superfici per applicazioni industriali, " secondo CORDIS. Si concentra sull'"interazione dell'energia laser con diversi materiali (metalli, semiconduttori, polimeri, vetri e materiali avanzati) e su nuove funzionalità di superficie come tribologia, estetica e bagnabilità." Un altro obiettivo del progetto è creare una rete di formazione internazionale per i ricercatori in fase iniziale nel campo della lavorazione dei metalli.