Fabrikation af komplekse hierarkiske biomimetiske mønstre med lasere

En ny publikation fra Opto-Electronic Advances gennemgår fremstilling af komplekse hierarkiske biomimetiske mønstre ved brug af nye spatiotemporalt skræddersyede interfererende laserstråler.

Naturen giver en overflod af funktionelle overflader som en direkte konsekvens af evolutionært pres, der tvinger tilpasning til miljøforhold og enestående ydeevne. Fremstillede mønstre med øget kompleksitet af mikro- og nanometerlængde skalaer kan efterligne den imponerende bioinspirerede ydeevne og funktionaliteter i forskellige applikationer inden for teknologi og biovidenskab. Direct laser interference patterning (DLIP), en nyligt introduceret laserbaseret fremstillingsmetodologi, har evnen til at skræddersy funktionerne i en overfladetopografi og danne en bred vifte af overfladestrukturer. Metoden, der anvendes i dette arbejde, har til formål at anvende rumligt styrede midlertidigt adskilte kohærente femtosekundimpulser til at regulere den hydrodynamiske mikrofluidiske bevægelse af et smeltet materiale, der produceres fra de intense laserkilder. Eksperimentelle resultater fortolket gennem en streng fysisk modelleringstilgang viser, at bidraget fra de mikrofluidiske fænomener er vigtigt for at bestemme funktionerne i de inducerede topografier. Evnen til at generere et væld af komplekse højopløsningstopografier ved design gennem passende justering af laserkarakteristika og bestrålingsskemaer kunne diktere en innovativ metode til fremstilling af applikationsbaserede biomimetiske mønstre.

Forskerne Dr. Fotis Fraggelakis, Dr. George D. Tsibidis og Dr. Emmanuel Stratakis, medlemmer af Ultrafast Laser Micro- and Nano- Processing Laboratory (Stratakis' Lab) ved Instituttet for Elektronisk Struktur og Laser på FORTH-Hellas rapporterede om en roman tilgang til at skræddersy den laserinducerede overfladetopografi efter femtosekund (fs) pulseret laserbestråling og brug af DLIP. Eksperimenter og simuleringer præsenteret i denne rapport understregede evnen til aktivt at skræddersy den mikrofluidiske smeltebevægelse, der dominerer strukturdannelsesprocessen, via styring af den anvendte temperaturgradients tidsmæssige profil. Undersøgelsen viste, at kombination af gaussiske stråler med DLIP i dobbeltpulstog muliggør generering af unikke sub-mikron overfladetopografier med øget kompleksitet. De unikke bestrålingsskemaer, der undersøges i dette arbejde, og evnen til at generere nye komplekse morfologier i flere længdeskalaer tilbyder et stort potentiale for innovation og udnyttelse i fotonikindustrien. Dette demonstrerer en uovertruffen kapacitet til at skræddersy laserinduceret morfologi og opnå komplekse topografier til en række applikationer. + Udforsk yderligere

Opnåelse af metaloverflader med ultralav reflektivitet