La fonctionnalisation de surface via la micro/nanostructuration est non seulement un domaine de recherche florissant inspiré par la bionique, mais revêt également une grande importance pour diverses applications pratiques. La clé pour réaliser diverses fonctions de surface est la fabrication de structures micro/nano de surface avec des dimensions, des hiérarchies et des compositions contrôlées, ce qui stimule le progrès continu des techniques de fabrication micro/nano.
Des chercheurs du Centre de recherche sur le traitement des matériaux par laser de l'École de science et d'ingénierie des matériaux de l'Université Tsinghua, en Chine, ont passé des années à développer des techniques de fabrication laser pour préparer des micro/nanostructures de surface et explorer leurs applications fonctionnelles.
Le travail intitulé "Dépôt in situ localisé :une nouvelle dimension à contrôler dans la fabrication de structures micro/nano de surface via l'ablation laser ultrarapide" a été publié dans Frontiers of Optoelectronics .
Les chercheurs ont établi la capacité de contrôler séparément et finement les caractéristiques à l'échelle micro et nano, ainsi que de contrôler la manière dont elles sont combinées pour former différents types de structures à plusieurs niveaux, affirment les chercheurs. Les fonctions et applications qu'ils ont étudiées incluent la mouillabilité extrême, l'antigivrage, l'absorption de la lumière à large bande, les couleurs structurelles, l'évaporation de l'eau solaire, la gestion des interfaces thermiques, les propriétés tribologiques, la spectroscopie Raman améliorée en surface et la photoélectrocatalyse pour les applications énergétiques, etc.
Obtenir plus de contrôle sur la fabrication de la structure à l’aide de lasers ultrarapides et développer des approches de fabrication plus flexibles est l’un de leurs objectifs de recherche continus. En plus de contrôler le processus d'ablation laser ultrarapide, ils ont récemment démontré que le dépôt in situ de particules suite à l'ablation laser ultrarapide de surfaces solides pouvait également être contrôlé et utilisé comme processus micro-additif localisé pour empiler des structures de surface hiérarchiques.
La formation d’un panache de plasma est un phénomène universel qui se produit lors de l’ablation laser pulsée de solides. Les produits (nanoparticules) des panaches de plasma peuvent être collectés pour être utilisés par des liquides externes (dans le cas de l'ablation laser dans des liquides) ou des substrats (dans le cas du dépôt laser pulsé).
En revanche, certaines nanoparticules provenant des panaches de plasma se déposent in situ sur les surfaces irradiées lors de la structuration ultrarapide des surfaces par laser. Pour des applications spécifiques, les caractéristiques structurelles déposées in situ jouent un rôle important dans l'amélioration des propriétés de surface telles que l'absorption de la lumière, la sensibilité et la conversion d'énergie.
Cependant, la question de savoir si et comment le processus de dépôt in situ peut être contrôlé reste une question ouverte. Leurs études récentes ont montré la capacité de contrôler le processus de dépôt in situ, par exemple en construisant des structures en forme de fort au-dessus de réseaux de micro-cônes plutôt que de simplement produire des nanoparticules distribuées de manière aléatoire. Le mécanisme d'interaction laser-matière révélé peut motiver de futurs intérêts de recherche à explorer de nouvelles possibilités dans la fabrication de micro/nanostructures de surface fonctionnelles à l'aide de lasers ultrarapides.
Plus d'informations : Peixun Fan et al, Dépôt in situ localisé :une nouvelle dimension à contrôler dans la fabrication de micro/nano structures de surface via l'ablation laser ultrarapide, Frontières de l'optoélectronique (2023). DOI : 10.1007/s12200-023-00092-1
Fourni par Higher Education Press
