Após meses de desenvolvimento de produto, Os engenheiros da Universidade de Nebraska-Lincoln estão deixando um porto seguro para testar seu protótipo em oceano aberto.

Com o apoio do Escritório de Pesquisa Naval da Marinha dos EUA, Yongfeng Lu, de Nebraska, desenvolveu um sistema a laser que previne e repara a corrosão em navios com laterais de alumínio. Depois de cumprir muitos marcos do projeto - tornando o laser mais portátil, mais simples de operar e mais seguro do que os métodos existentes - sua equipe está se aproximando de sua maior estreia.

Esta queda, eles vão testar o laser a bordo de um navio da Marinha totalmente operacional. É o culminar de um processo de licitação competitivo; em um pool com muitas equipes do setor privado, a equipe de Nebraska é uma das poucas a chegar à fase final de testes.

“Estamos sonhando com um conceito de 'estaleiro em um navio', "disse o Lu, professor de engenharia elétrica e da computação. "O próximo teste é uma vitrine para nossa tecnologia e uma etapa final. Estamos entusiasmados em ver a ciência liderar as melhorias de engenharia que agregam valor ao mundo real."

Navios de alumínio são fortes, mas as condições do mar, incluindo exposição prolongada à água salgada e ao sol, pode resultar em corrosão e rachaduras. Para fazer reparos, as tripulações devem retornar ao estaleiro, onde as placas danificadas são removidas e as novas são soldadas no lugar.

“Esta tecnologia tem o potencial de economizar milhões de dólares da Marinha em tempo de estaleiro, bem como tempo perdido no mar, "disse Airan Perez, oficial do programa de ciência e tecnologia de corrosão e controle no Office of Naval Research. "À medida que a Marinha expande sua frota de navios com casco de alumínio, esta tecnologia se tornará cada vez mais importante. "

O laser Nebraska trata o alumínio aquecendo áreas específicas, um processo que fortalece os limites microscópicos em torno das nanopartículas de alumínio, que são mais propensos a corroer.

É pequeno o suficiente para ser suspenso de um tripé de câmera e se conecta a um controlador do tamanho de uma caixa de sapatos com um cabo de fibra.

O laser gera seu feixe dentro do cabo de fibra sem usar espelhos sensíveis, tornando-o mais robusto ao operar fora de um ambiente de laboratório controlado.

"Queremos que nosso laser funcione enquanto um navio está em operação, porque reduz tempo e custo, "Lu disse." Isso também significa que temos que tornar nosso sistema muito leve, que é onde outros métodos falham. "

Para conseguir um sistema leve, a equipe armazenou todos os programas operacionais em microchips em vez de um computador - um projeto complexo de engenharia elétrica que resultou em um pequeno, protótipo fácil de usar.

As pessoas que operam o laser fazem apenas algumas escolhas, como selecionar a espessura e o tipo de material, e velocidade de processamento desejada. Com essas entradas, o sistema, então, seleciona uma das cerca de 30 "receitas" pré-programadas com comprimento de onda de laser variável, potência, frequência, tamanho do ponto do feixe, velocidade de digitalização, arremesso e muito mais.

"É mais simples do que usar um telefone celular, com apenas alguns botões para pressionar, "Lu disse." Estamos tentando minimizar o fardo para o usuário. "

Como parte do processo de desenvolvimento de produto, a equipe está trabalhando com a NUtech Ventures, a afiliada de comercialização de tecnologia da universidade, que entrou com um pedido de patente para a tecnologia. A equipe de pesquisa também acompanha as tendências do mercado e monitora empresas relevantes, que influencia a direção de suas pesquisas.

Quando a equipe começou a pesquisar seu protótipo atual, o laser de que precisavam ainda não estava disponível comercialmente. Mas eles continuaram a desenvolver os princípios de engenharia básicos para sua solução enquanto aguardavam o produto comercial. De acordo com Lu, essa abordagem os ajuda a permanecer na vanguarda da inovação e competitivos para oportunidades de financiamento.

“Desenvolvemos processos baseados em lasers que estarão disponíveis no futuro, o que nos dá uma vantagem, "Lu disse." Com a nossa pesquisa, sempre haverá novos materiais e novos navios saindo. Uma boa solução de engenharia deve estar evoluindo com a tecnologia e as necessidades do usuário. "

Treinando a próxima geração

A mentalidade focada no futuro de Lu se estende ao seu laboratório, que inclui alunos do ensino médio à pós-graduação. O laboratório recebe dois ou três estagiários do ensino médio a cada ano; esses alunos trabalham diretamente com lasers e aprendem como os lasers modificam as superfícies em nanoescala.

"Fomos elogiados pelo Departamento de Energia dos EUA por nossa capacidade de apresentar aos alunos do ensino médio carreiras em engenharia e programas de pós-graduação, "Lu disse." Nós também nos concentramos em dar aos alunos de graduação exposição a diferentes campos e ajudá-los a responder:O que significa ser um programador ou um engenheiro óptico? "

Estudantes de graduação, especialmente os alunos de doutorado do laboratório, assumir funções de liderança:gerenciamento de projetos, facilitando o trabalho em equipe e ajudando a construir um ambiente de trabalho positivo. Lu também enfatiza o treinamento em comunicação para alunos de pós-graduação, que aprendem a escrever atualizações regulares para agências de financiamento e discutir o progresso durante teleconferências.

"Nosso laboratório tem muitos projetos em andamento ao mesmo tempo, e os alunos são os líderes, "Lu disse." Precisamos de ainda mais líderes neste tipo de ciência e tecnologia, mas acredito que o futuro é brilhante. "