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Gli acchiappa sporco: un sistema laser impedirà la contaminazione sulle superfici degli aeroplani

Alcuni scienziati hanno sviluppato un metodo laser di trattamento del materiale per produrre superfici strutturate che respingono sporco e acqua. Questa tecnologia verrà usata principalmente nell’industria aerospaziale.
Gli acchiappa sporco: un sistema laser impedirà la contaminazione sulle superfici degli aeroplani
L’uso di rivestimenti che imitano la pianta del loto, le cui foglie possiedono proprietà autopulenti, sta diventando più comune in un’ampia gamma di applicazioni, dall’industria alla medicina. Quando l’acqua cade su queste foglie, forma delle goccioline che rotolano verso il basso, portando con loro sporco e polvere grazie alla complessa struttura microscopica e nanoscopica della superficie. Supportata dal progetto LASER4FUN, finanziato dall’UE, una squadra di ricercatori ha ideato un metodo ispirato dall’effetto loto usando dei laser per incidere disegni a filigrana direttamente sulle superfici metalliche.

Riassumendo il procedimento in un comunicato stampa dell’Istituto Fraunhofer IWS per la tecnologia dei materiali e dei raggi , il dott. Tim Kunze ha detto: «Con il nostro procedimento, vogliamo evitare qualsiasi forma di contaminazione sulle superfici degli aeroplani». Ha aggiunto, comunque, che «sarebbe un successo anche se riuscissimo almeno a ridurla in modo considerevole».

Effetto loto

Lo stesso comunicato stampa evidenzia che gli ingegneri hanno usato una tecnica DLIP (direct laser interference patterning). Questa prevede l’uso di un’ottica speciale per suddividere un singolo fascio laser in diversi fasci parziali che si ricombinano sulla superficie metallica da strutturare. Questa tecnica crea disegni di luce precisi e controllabili. «Se il disegno di interferenza viene concentrato su una lamina di titanio, la luce laser ad alta energia scioglie e asporta il materiale nelle zone luminose, mentre lascia inalterato il materiale nelle zone scure».

La squadra ha notato che questi disegni ricordano dei colonnati o dei tetti in ferro ondulati. «Le distanze tra le colonne possono essere impostate tra 150 nanometri (milionesimi di millimetro) e 30 micrometri (millesimi di millimetro)». Questo crea una superficie su cui le goccioline d’acqua non riescono a trovare un’aderenza sufficiente. Di conseguenza, rotolano o scivolano via, invece di allargarsi a formare una pellicola, in modo simile all’effetto loto che si osserva in natura.

Queste superfici idrorepellenti o super idrofobiche si producono anche mediante altre tecnologie, come viene spiegato nel comunicato stampa. «Oggi, la maggior parte dei rivestimenti simili al loto su lamine di metallo, vetro o accessori per il bagno è ancora prodotta mediante procedimenti speciali. Il principale vantaggio di questi metodi di rivestimento è che consentono la lavorazione di grandi aree. Tuttavia, i rivestimenti invecchiano con il tempo, possono essere facilmente danneggiati e in parte non rispettano le nuove norme ambientali dell’UE che entrano in vigore». Gli scienziati sottolineano che le strutture prodotte con il metodo DLIP potrebbero durare per anni senza sollevare preoccupazioni ambientali.

Oltre a testare in volo i rivestimenti creati al laser sull’ala di un aeroplano, la squadra sta anche esplorando altre applicazioni per le sue nanostrutture simili al loto. I ricercatori indicano che la tecnologia potrebbe essere utilizzata per proteggere dalle contraffazioni o per migliorare la biocompatibilità degli impianti chirurgici, come ad esempio quelli usati in odontoiatria.

Il progetto LASER4FUN (EUROPEAN ESRs NETWORK ON SHORT PULSED LASER MICRO/NANOSTRUCTURING OF SURFACES), attualmente in corso, mira a «strutturare superfici che integrano proprietà per applicazioni industriali», secondo CORDIS. Si concentra sulla «interazione dell’energia laser con diversi materiali (metalli, semiconduttori, polimeri, vetro e materiali avanzati) e su nuove funzionalità della superficie quali tribologia, estetica e bagnabilità». Un altro obiettivo del progetto è quello di creare una rete internazionale di formazione per ricercatori nella fase iniziale nel campo della lavorazione dei metalli.

Per maggiori informazioni, consultare:
sito web del progetto LASER4FUN

Fonte: Sulla base di informazioni relative al progetto e segnalazioni dei media

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