Laserové technologie pro mikrostrukturování bionických a funkčních povrchů pokročilých materiálů

Hlavním cílem projektu je vývoj a následné průmyslové nasazení funkční pokročilé výrobní technologie, která spadá do oblasti povrchového inženýrství a jenž povede ke zdokonalení funkčních povrchů strojních komponent z moderních konstrukčních materiálů, jako jsou například korozivzdorné oceli, slitiny titanu a niklu a různé druhy technické keramiky. Optimální technologií pro úpravy povrchů strojních komponent, je laserové mikrostrukturování za využití pulsních laserů s délkou pulsů v řádech nanosekund, pikosekund, popř. femtosekund pro velmi jemné mikrostruktury. Výslednými vlastnostmi nových povrchů může být nižší, nebo vyšší frikční koeficient, vyšší biokompatibilita, nebo zlepšení samočistících vlastností, což ukazuje na široký průmyslový aplikační potenciál v různých průmyslových odvětvích, jako je automobilový, letecký, kosmický, elektrotechnický, nebo energetický průmysl a zdravotnictví. Parciálním cílem projektu je vývoj dvou odlišně koncipovaných povrchových mikrostruktur, kde základním prvkem je rovinná (2D) či prostorová (3D) geometrická entita, která vytváří na povrchu strojní komponenty ucelenou mikrostrukturu a tím určuje nové fyzikálně-chemické vlastnosti povrchu. Velikost výsledné mikrostruktury se pohybuje v mikronové, či submikronové oblasti. Vytvářet však lze i povrchovou strukturu v řádech nanometrů, což je spojeno i se zcela specifickými materiály jako je např. grafen. Jedná se o supertenkou (s výškou jeden atom) formu uhlíku, která je strukturou podobná grafitu. Po karbinu je to druhý nejpevnější materiál na světě. Vhodnou povrchovou mikrostrukturu je potřeba na základě primárních požadavků na ní kladených variantně navrhnout, vyrobit s nastavením vhodných procesních parametrů, odladit požadované rozměry a optimalizovat převážně s ohledem na hospodárnost výroby. Inspirací pro návrhy příslušných mikrostruktur může být sama příroda, jejíž produkty se v mnoha směrech stávají velkou výzvou pro vývojáře a aplikační techniky z celého světa.