09/09/2013 - Ein hochmoderner Laser ermöglicht die Innenbearbeitung der Materialien ohne Beschädigung ihrer Oberfläche

Menéame

Das baskische Forschungszentrum für Mikrotechnologien, CIC microGUNE, erforscht er neue Anwendungen der Technologie, die als Femtosekundenlaser. Diese Art von Laser ermöglicht die Verarbeitung von Materialien mit unerreichbarer Genauigkeit für keine andere Technik. In transparenten Materialien arbeiten, ohne ihre Oberfläche zu beschädigen, Chipsensoren durchführen, die empfindlicher sind als die heutigen, oder Metalle genauer behandeln als herkömmliche Laser, sind einige ihrer potenziellen Anwendungen.

Das Ziel von CIC microGUNE besteht darin, Wissen in einem Bereich zu erzeugen, für den aufgrund seiner hohen Anwendbarkeit in verschiedenen Branchen, deren Produktionsprozesse sehr präzise sind, große Wachstumsmöglichkeiten zu erwarten sind. Die Arbeit mit dem Femtosekundenlaser ist daher eines der Beispiele für die Wette des Zentrums, die Wettbewerbsfähigkeit der baskischen Industrie durch den Einsatz von Mikrotechnologien zu steigern.

Der Femtosekundenlaser wird bei Operationen wie der Kurzsichtigkeit oder der Katarakt angewendet, weil er die Fähigkeit hat, Gewebe zu durchdringen, ohne sie zu beschädigen. Allerdings wird sie in der Industrie noch nicht verwendet, da die Auswirkungen je nach Material sehr unterschiedlich sind und die genauen Auswirkungen auf die einzelnen Stoffe noch nicht genau bekannt sind.

Genau das Ziel von CIC microGUNE ist es, genau zu bestimmen, wie es unter verschiedenen Bedingungen mit unterschiedlichen Materialien interagiert und somit festzustellen, welche möglichen Anwendungen diese Technologie in der Industrie haben könnte.

"Heute wird diese Technologie nur in Forschungseinrichtungen eingesetzt. Es handelt sich um eine Technologie, die in zwei oder drei Jahren in der Industrie eingesetzt werden kann," sagt Ainara Rodríguez, Leiter der Forschung mit Femtosekundenlaser bei CIC microGUNE. "Denn ihre unzähligen Kapazitäten würden es der Industrie ermöglichen, ihren Produkten einen Mehrwert zu verleihen," fügte er hinzu.

Mögliche Anwendungen

Eine seiner möglichen Anwendungen ist die Herstellung von Strukturen, die in transparenten Materialien wie Glas und Kunststoff eingebettet sind. Dank der Möglichkeit dieser Technologie, die Materialien innen zu bearbeiten, ohne die Oberfläche zu beschädigen, könnten dreidimensionale Strukturen entstehen. Dies würde zum Beispiel die Erzeugung von Chips oder eingetauchten Linsen in einem Glasblock ermöglichen. Sie auf diese Weise durchzuführen, bringt verschiedene Vorteile mit sich, wie z. B. Hermetismus und die Schwierigkeit, sie zu fälschen.

Ein weiterer eindeutig nutzbarer Einsatz ist die Herstellung besserer Chipsensoren. Die Sensorerkennungsfähigkeit ist direkt proportional zu ihrer sensorarischen Oberfläche. Der Femtosekunden-Laser kann sehr präzise Reliefs von mikroskopischen Größen erzeugen. Diese Reliefs erhöhen die sinnliche Oberfläche, was ihnen eine größere
Nachweisfähigkeit. Mit dieser Technik könnten daher präzisere und kleinere Sensoren erzeugt werden.

Dieser Laser der neuen Generation könnte auch eine Technologie von großem Interesse in der Metall- und Derivateindustrie sein. Nicht umsonst ist er in der Lage, Schnitte mit hoher Genauigkeit und geringerer Beeinträchtigung auf der Oberfläche durchzuführen, da er Material ohne Erhitzung herausreißen und somit die Beeinflussung auf der Fläche minimieren kann. Diese Fähigkeit wäre auch für polymere Materialien wie Kunststoffe oder Harze nützlich.

Femtosekunden-Laser

Femtosekundenlaser senden einen Lichtstrahl mit so kurzen Zeiten aus, dass sie sehr hohe Powers mit großer Präzision erreichen. Nicht umsonst haben die Lichtausstrahlungsimpulse eine Dauer von 100 Femtosekunden (eine Femtosekunde ist ein Tausendstel eines Sekunde).

"Als der Laser erfunden wurde, wurde gesagt, dass dies eine Lösung sei, die auf ein Problem wartete, da man damals nicht wusste, welchen Nutzen man ihm geben konnte. Der Femtosekunden-Laser ist noch präziser und bietet größere Möglichkeiten, so dass der gleiche Fall gegeben werden könnte. Im Moment wissen wir, dass sie in sehr unterschiedlichen Bereichen angewandt werden kann, von denen einige bereits untersucht werden," berichtet Rodriguez.

In der Tat setzt CIC microGUNE diese Technologie bereits in mehreren seiner laufenden Forschungsprojekte ein, wie z. B. das von der baskischen Regierung finanzierte Projekt Predetec, das eine Vorrichtung zur Feststellung von Krankheitserregern in Lebensmitteln entwickeln will; das Projekt miDIAG zur Entwicklung einer Mikrotechnologie für schnelle Diagnose, das auch von der autonomen Exekutive finanziert wird.

Euromat 2013

CICmicroGUNE wird seine Rezensionen in Euromat2013 präsentieren, einer wichtigen internationalen Veranstaltung über fortgeschrittene Werkstoffe und Prozesse, die vom 8. bis 13. September in Sevilla stattfinden wird.

AinaraRodriguez, der die Forschungsergebnisse der Einrichtung veröffentlichen wird, ist der Ansicht, dass "die Teilnahme an einem so wichtigen ForumCICmicroGUNE in diesem Bereich an vorderster Front sein wird,um Wissen in der Femtosekunden-Umgebung zu teilen."

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