A nano- és mikrostruktúrákat mostantól lézerrel pillanatok alatt be lehet építeni a felületekbe. A technológiát a drezdai székhelyű Fusion Bionic startup cég (a Fraunhofer anyag- és sugártechnológiai intézet spin-offja) fejleszti és forgalmazza. A lehetőségek gyakorlatilag végtelenek, ha lézeres strukturálásról van szó. Előnye, hogy gyors és sokkal sokoldalúbb, mint a bevonatok.
A termékfelületeket a legkülönbözőbb hatásokkal lehet feljavítani. A lótusz-effektus például mikrostruktúrát használ, amely lehetővé teszi, hogy a felületre tapadt szennyeződések a következő esőben egyszerűen lemosódjanak. A cápabőrmintázat finom hullámzása pedig javítja a levegő és a víz dinamikáját a repülőgépek és hajók külsején, így üzemanyagot takarít meg. A természetből kiindulva számos ilyen hatást úgy alakítottak ki, hogy bevonatot vagy filmet vittek fel a felületre, amelybe a mikrostruktúrákat beépítették. A bevonatok és filmek azonban elkophatnak, ami idővel a kívánt hatás csökkenését eredményezi.
Az elmúlt években a Fraunhofer IWS és a Drezdai Műszaki Egyetem kutatói egy alternatív, piacképes módszert fejlesztettek ki a nano- és mikrostruktúrák felületekre történő tartós felhordására. A közvetlen lézeres interferencia mintázás (DLIP) a nano- vagy mikrostruktúrát közvetlenül a felületbe építi be lézerrel, hogy biomimetikus hatást érjen el. Az eljárás rendkívül gyors, és jelenleg percenként akár egy négyzetméternyi felületet is lehet vele kezelni. Az új technológia annyira ígéretes, hogy idén a Fraunhofer IWS spinoff vállalkozásaként megalapították a Fusion Bionicot. A Fusion Bionic DLIP rendszermegoldásokat fejleszt és forgalmaz biomimetikus felületkezeléshez, de felületfunkcionalizálási szolgáltatásokat is nyújt ügyfeleinek.
"A lézerek sokáig túlságosan lassúak voltak ahhoz, hogy a bevonáshoz vagy a filmek felhordásához képest nagy felületek kezeléséhez használjuk őket. A DLIP eljárással azonban sikerült megtennünk az ugrást a nagy felületek gyors megmunkálásához" - mondta Dr. Tim Kunze, a Fusion Bionic ügyvezető igazgatója, aki három társával együtt a vállalkozást alapította. Hagyományosan az emberek a lézerre egyetlen finom sugárként gondolnak. Ha tűként használnánk, hogy mintát készítsünk egy felületen, az rendkívül időigényes lenne. A DLIP-eljárás másképp működik. Először is, egyetlen lézersugarat több sugárcsoportra oszt fel. A mintázat felületre történő felviteléhez e több lézersugarat ellenőrzött módon egymásra helyezik, hogy létrehozzák az úgynevezett interferenciamintázatot. Ez a minta nagyobb területen osztható el, így kiterjedt felületek gyorsan megmunkálhatók.
Az interferencia elve arról szól, hogy a fény hullámokban terjed. Amikor pedig két fénysugarat egymásra helyezünk, a hullámvölgyeik és hullámhegyeik kiolthatják, vagy erősíthetik egymást. Ahol a fény a felületet éri, a lézerenergia eltávolítja vagy megváltoztatja az anyag egy részét. A sötét területek érintetlenek maradnak. "Ez lehetővé teszi számunkra, hogy gyakorlatilag bármilyen elképzelhető struktúrát létrehozzunk. Lótusz-effekteket, cápabőrt, lepkeszemeket és még sok mást - jelentette ki Tim Kunze.
A Fraunhofer IWS-nél eltöltött ideje alatt csapata szorosan együttműködött a Drezdai Műszaki Egyetem professzorával, Andrés Lasagnival és az Airbusszal egy olyan mikroszerkezet kifejlesztésében, amely megakadályozza, hogy repülés közben jég képződjön a repülőgépek szárnyán. Ezt hagyományosan úgy érik el, hogy a repülőgépek hajtóműveiből forró kipufogógázt vezetnek a szárnyakra. Ez azonban a hajtóművek energiáját pazarolja. A projekt során megállapították, hogy a jégvédelmi rendszer által igényelt energia 80 százalékkal csökken, ha a szárnyakba DLIP mikroszerkezetet is beépítenek. "Ez különösen jó megoldás a jövő elektromos meghajtású repülőgépei számára, mivel ezek a motorok nem termelnek majd hulladékhőt" - mutatott rá Kunze. Más projektek például csípőprotézisek és fogászati implantátumok feldolgozásával foglalkoztak, hogy felületüket különösen biokompatibilissé vagy antibakteriálissá tegyék.
