Výzkumný tým z laserového centra HiLASE v Dolních Břežanech objevil způsob, jak laserem vytvářet pravidelné struktury na povrchu kovů. Dosud to bylo možné jen s malou přesností a navíc velmi pomalu, český objev nyní může pomoct bankovnictví i aviatice.
- Laser vyzařuje fotony v jednom koherentním paprsku. V něm jsou jednotlivé částice velmi disciplinované – na rozdíl od normálního světla v něm vyzáří svou energii jakoby na povel.
Současný objev umožní použití této metody ve velkém měřítku, například v leteckém průmyslu. Na výzkumu odborníci z HiLASE spolupracovali s italskými kolegy. O úspěchu informovali v tiskové zprávě.
Vytvářet na povrchu materiálů periodické struktury o rozměrech menších než tisícina milimetru má v některých oblastech zásadní význam. Okem je nelze rozlišit, a proto mohou být například součástí ochranných prvků cenin. Takové struktury na povrchu materiálu jsou důležité také v leteckém průmyslu. Na povrchu křídel letadel totiž řídí proudění vody a zamezují jejímu namrzání ve výškách. Dodnes je ale problém, jak tyto struktury vytvořit na velké ploše.
Extrémní zrychlení
Vědcům z HiLASE se nyní podařilo pomocí laserových impulsů vytvářet pravidelné, předem zvolené struktury na povrchu některých kovů – hliníku, titanu, mědi, molybdenu, zlata a oceli. „Existuje předpoklad, že zkušenosti budou využitelné pro velkou škálu prvků a materiálů, dokonce možná pro všechny kovy,“ uvedli vědci v tiskové zprávě.
Výhodou jejich řešení je jednak vysoká přesnost vytvořených struktur, jednak rychlost. „Během deseti sekund je možno upravit asi jeden centimetr čtvereční povrchu, což výrazně zvyšuje význam technologie pro praktické využití,“ podotkli vědci. Dosavadními laserovými metodami šlo dosáhnout rychlosti zpracování asi jeden milimetr čtvereční za několik dní, což je pro velké plochy nepoužitelné.
K výzkumu vědce z Dolních Břežan přivedli badatelé z univerzity v Modeně. „Naši italští kolegové se na nás obrátili s prosbou o spolupráci. Dařilo se jim vytvářet docela dobré struktury na některých materiálech, ale někde jim to nešlo a nebylo jasné proč. Protože můj kolega z HiLASE Thibault J.-Y. Derrien má v této oblasti asi desetileté zkušenosti a předpověděl možnost našeho řešení u řady materiálů, začali jsme s nimi pracovat,“ uvedla vedoucí týmu Nadezhda Bulgakova z HiLASE. Vysvětlení vědci našli za použití dlouhých vlnových délek světla.
Odborníci očekávají, že jejich řešení nahradí část dosud používaných metod pro periodické nanostruktury, jako jsou naprašování, chemické a plazmové leptání nebo nanoimprinting. Tyto metody jsou nákladné a také složité, některé z nich vyžadují vakuum nebo jiné speciální prostředí.
Osobní zásluhy
Na objevu spolupracovali také Yoann Levy a Tomáš Mocek z HiLASE. Za italskou stranu se výzkumu účastnili Leonardo Orazi a Iaroslav Gnilitskyi. Výsledky publikoval v srpnu prestižní vědecký časopis Scientific Reports.
Laserové centrum HiLASE bylo otevřeno v roce 2014 jako pracoviště Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, zaměřené na vývoj laserů nové generace. Stálo přibližně 850 milionů korun, z toho 85 procent šlo z evropských fondů.
