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深度解讀

科學(xué)家用高能激光創(chuàng)造全球首個(gè)自潔金屬

星之球科技 來(lái)源:中國(guó)科技網(wǎng)2016-07-03 我要評(píng)論(0 )   

從植物如荷葉的防御機(jī)制中獲得靈感,‘自潔和抗菌表面的高能激光毛化技術(shù)’或‘TresClean’項(xiàng)目,取得了突破性進(jìn)展,自潔金屬薄片規(guī)?;a(chǎn)將指日可待。

 
從植物如荷葉的防御機(jī)制中獲得靈感,‘自潔和抗菌表面的高能激光毛化技術(shù)’或‘TresClean’項(xiàng)目,取得了突破性進(jìn)展,自潔金屬薄片規(guī)?;a(chǎn)將指日可待。
 
這項(xiàng)新技術(shù)最初用于食品生產(chǎn)行業(yè)中,創(chuàng)建抗菌表面,它能夠顯著提高生產(chǎn)率,降低加工生物食品(如牛奶、番茄醬和酸奶)工廠的生產(chǎn)成本。
 
 ‘TresClean’項(xiàng)目采用大功率激光切割設(shè)備,在金屬薄片上模仿荷葉表面,創(chuàng)造了一個(gè)專門定制的,粗糙的微觀形貌,使得金屬片上的液體能夠‘反彈’。這個(gè)粗糙的表面可以產(chǎn)生微氣泡,使得金屬表面和液體之間的接觸面積降低到最小程度。
 
 ‘TresClean’項(xiàng)目的協(xié)調(diào)員盧卡 羅莫利教授,解釋道:“與荷葉保持清潔的方式一樣,無(wú)需清潔產(chǎn)品或化學(xué)品,它們鋸齒狀的葉片,粗糙的表面通過(guò)防止水的擴(kuò)散,使水形成球形液滴”。
 
“細(xì)菌沒(méi)有機(jī)會(huì)粘在表面,因?yàn)榻饘俦砻媾c水的接觸面積減少了80%以上。我們的目標(biāo)是一個(gè)抗菌金屬。”
 
 
這種復(fù)制方法目前只用于特定和昂貴的塑料部件上,這是首次應(yīng)用于自潔金屬。
 
利用創(chuàng)新的工業(yè)光子設(shè)備將金屬表面紋理化:通過(guò)利用一種創(chuàng)新的光束傳輸方法,傳輸速度高達(dá)200米/秒,使高功率超短脈沖激光與高性能掃描頭能夠一起工作。
 
TresClean技術(shù)能夠在不到30分鐘的時(shí)間里,快速切割500平方厘米的面積,實(shí)現(xiàn)金屬表面的紋理化。在2015年初,生產(chǎn)方法能夠以每小時(shí)1平方英寸的速度,利用激光蝕刻金屬,而TresClean技術(shù)能夠在同樣時(shí)間里實(shí)現(xiàn)1000平方厘米的蝕刻面積,比之前的技術(shù)快156倍。
 
羅莫利估計(jì)TresClean項(xiàng)目的產(chǎn)品能夠在2年內(nèi)問(wèn)世。
 
最初,其產(chǎn)品主要針對(duì)食品行業(yè)的機(jī)器零件,TresClean項(xiàng)目希望能夠顯著影響食品行業(yè)的生產(chǎn)率:“牛奶工廠的大桶每6-8小時(shí)就需要清洗,以避免細(xì)菌的大量繁殖,這就阻礙了設(shè)備的使用,影響產(chǎn)出。”羅莫利說(shuō)。
 
 
“通過(guò)節(jié)省每天的清洗時(shí)間,在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中,有更少的滅菌周期和更少的清潔時(shí)間,從而提高生產(chǎn)效率。這也將減少能源消耗,較少的清潔階段,使食品生產(chǎn)更快,更安全,更合算”。
 
羅莫利教授認(rèn)為,從長(zhǎng)期來(lái)看,這項(xiàng)技術(shù)也存在向其他行業(yè)推廣的可能性:“任何想要利用自潔金屬的行業(yè)都可以從TresClean項(xiàng)目產(chǎn)品中獲益,如醫(yī)療刀具、無(wú)菌表面、洗碗機(jī)或平底鍋。” 

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高能激光自潔金屬
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