Os cientistas desenvolveram um método de processamento de material a laser para produzir superfícies texturizadas que repelem sujeira e água. Essa tecnologia será usada principalmente na indústria aeroespacial.

O uso de revestimentos que imitam a planta de lótus, cujas folhas têm propriedades autolimpantes, está se tornando mais comum em uma ampla gama de aplicações, da indústria à medicina. Quando a água cai sobre essas folhas, forma contas que rolam, levando poeira e sujeira com eles graças à complexa estrutura microscópica e nanoscópica da superfície. Apoiado pelo projeto LASER4FUN financiado pela UE, uma equipe de pesquisadores desenvolveu um método inspirado no efeito de lótus usando lasers para gravar padrões de filigrana diretamente em superfícies de metal.

Resumindo o processo em um comunicado à imprensa do Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS, O Dr. Tim Kunze disse:"Com o nosso processo, queremos evitar qualquer forma de contaminação nas superfícies das aeronaves ”, acrescentou. Contudo, que "também seria um sucesso se pudéssemos, pelo menos, reduzi-lo consideravelmente."

Efeito lótus

O mesmo comunicado de imprensa observa que os engenheiros usaram uma técnica de padronização de interferência direta do laser (DLIP). Isso envolve o uso de ótica especial para dividir um único feixe de laser em vários feixes parciais que se recombinam na superfície metálica a ser estruturada. Ele cria padrões de luz precisos e controláveis. "Se o padrão de interferência for focado em uma folha de titânio, a luz do laser de alta energia derrete e faz a ablação do material nas áreas brilhantes, enquanto deixa o material inalterado nas áreas escuras. "

A equipe observou que esses padrões se assemelham a corredores de pilares ou telhados de ferro corrugado. "As distâncias entre os pilares podem ser fixadas entre 150 nanômetros (milionésimos de milímetro) e 30 micrômetros (milésimos de milímetro)." Isso cria uma superfície na qual as gotas de água não conseguem se agarrar o suficiente. Como resultado, eles rolam ou escorregam, em vez de se espalhar para formar um filme, semelhante ao efeito de lótus observado na natureza.

Essas superfícies repelentes de água ou super-hidrofóbicas também são produzidas por outras tecnologias, conforme explicado no comunicado de imprensa. "Hoje, a maioria dos revestimentos semelhantes a lótus em folhas de metal, vidros ou acessórios de banheiro ainda são produzidos por processos especiais. A principal vantagem desses métodos de revestimento é que permitem o tratamento de grandes áreas. Contudo, os revestimentos envelhecem com o tempo, podem ser facilmente danificados e parcialmente não cumprem com as novas regulamentações ambientais da UE que entram em vigor. ”Os cientistas enfatizam que as estruturas produzidas pelo método DLIP podem durar anos sem levantar preocupações ambientais.

Além de testes de vôo de revestimentos estruturados a laser em uma asa de aeronave, a equipe também está procurando outras aplicações para suas nanoestruturas semelhantes a lótus. Os pesquisadores sugerem que a tecnologia pode ser utilizada para proteger contra a falsificação ou para melhorar a biocompatibilidade de implantes cirúrgicos, como os usados ​​em odontologia.

O projeto em andamento LASER4FUN (Rede Esrs Europeia de Micro / Nanoestruturação de Superfícies a Laser de Pulsação Curta) visa "estruturar as propriedades de incorporação de superfícies para aplicações industriais, "de acordo com CORDIS. Tem como foco a" interação da energia do laser com diversos materiais (metais, semicondutores, polímeros, vidros e materiais avançados) e em novas funcionalidades de superfície, como tribologia, estética e molhabilidade. ”Outro objetivo do projeto é criar uma rede internacional de formação de investigadores em início de carreira na área do processamento de metais.