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Anti-saleté: Un système laser pour empêcher la contamination des surfaces des aéronefs

Des scientifiques ont mis au point une méthode de traitement laser des matériaux pour produire des surfaces texturées qui repoussent la saleté et l’eau. Cette technologie a essentiellement vocation à être utilisée dans l’industrie aérospatiale.
Anti-saleté: Un système laser pour empêcher la contamination des surfaces des aéronefs
Les revêtements qui reproduisent les propriétés du lotus, dont les feuilles ont un pouvoir autonettoyant, sont de plus en plus utilisés dans un large éventail d’applications, de l’industrie à la médecine. Lorsque l’eau entre en contact avec les feuilles de lotus, elle forme des gouttelettes qui roulent et emportent avec elles poussière et saleté grâce à la structure microscopique et nanoscopique complexe de la surface de la plante. Bénéficiant du soutien du projet LASER4FUN, financé par l’UE, une équipe de chercheurs a élaboré une méthode qui s’inspire de l’effet lotus et utilise des lasers pour graver des motifs filigranes directement sur des surfaces métalliques.

Le Dr Tim Kunze, du Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS, synthétise le processus dans un communiqué de presse, et déclare à ce propos: «Nous cherchons, au moyen de notre procédé, à éviter toute forme de contamination des surfaces des aéronefs.» Et d’ajouter que «ce serait également une réussite si nous parvenions au moins à réduire la contamination de manière significative».

Effet Lotus

Le même communiqué de presse précise que les ingénieurs du projet ont eu recours à une technique de structuration par interférence laser directe (DLIP). Ce processus implique l’utilisation d’une optique spéciale permettant de diviser un faisceau laser unique en plusieurs faisceaux partiels qui se recombinent sur la surface métallique à structurer. Cette technique crée des motifs lumineux précis et contrôlables. «Si le motif d’interférence est focalisé sur une feuille de titane, la lumière laser à haute énergie fait fondre et fait disparaître le matériau dans les zones lumineuses, mais le laisse intact dans les zones sombres.»

L’équipe a constaté que ces motifs ressemblent à des forêts de piliers ou à des toits en tôle ondulée. «La distance séparant les piliers peut être comprise entre 150 nanomètres (millionièmes de millimètre) et 30 micromètres (millièmes de millimètre).» Cela crée une surface sur laquelle les gouttelettes d’eau n’ont pas suffisamment d’adhérence, et où elles roulent ou glissent au lieu de s’étaler pour former un film, à l’instar de l’effet lotus observé dans la nature.

D’autres technologies arrivent également à produire ces surfaces hydrophobes ou superhydrophobes, comme l’explique le communiqué de presse. «À l’heure actuelle, la plupart des revêtements qui présentent les propriétés du lotus, utilisés sur les tôles, les verres ou les accessoires de salle de bains, sont toujours produits par le biais de procédés spéciaux. L’avantage principal de ces méthodes de revêtement est qu’elles permettent de traiter de grandes surfaces. Cela dit, les revêtements vieillissent avec le temps, peuvent facilement être endommagés et ne sont pas entièrement conformes aux nouvelles réglementations environnementales de l’UE qui entrent en vigueur.» Les scientifiques insistent sur le fait que les structures produites par la méthode DLIP peuvent durer des années sans poser de problèmes environnementaux.

Outre des essais en vol de revêtements structurés au laser sur une aile d’avion, l’équipe étudie également d’autres applications pour ses nanostructures aux propriétés semblables à celles du lotus. Les chercheurs laissent entendre que cette technologie pourrait être utilisée pour se prémunir contre la contrefaçon ou améliorer la biocompatibilité des implants chirurgicaux, comme ceux utilisés en dentisterie.

Le projet LASER4FUN (EUROPEAN ESRs NETWORK ON SHORT PULSED LASER MICRO/NANOSTRUCTURATION OF SURFACES) en cours vise à «structurer l’intégration de propriétés dans les surfaces destinées aux applications industrielles», selon CORDIS. Il s’intéresse plus particulièrement à «l’interaction de l’énergie laser avec plusieurs matériaux (métaux, semi-conducteurs, polymères, verres et matériaux avancés) et aux nouvelles fonctionnalités de surface comme la tribologie, l’esthétique et la mouillabilité». Le projet entend également mettre en place un réseau international de formation pour les chercheurs en début de carrière dans le domaine de la transformation des métaux.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
site web du projet LASER4FUN

Source: D’après des informations communiquées par le projet et des communiqués de presse

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