Протестирован новый способ очистки поверхности лазерами

Исследователи из лаборатории фотоники и микрофлюидики Тюменского госуниверситета (ТюмГУ) и университета Лафборо (Великобритания) предложили новый метод удаления частиц с поверхностей различных материалов.

Среди прочего его предлагают использовать для очистки поверхностей в различных экспериментах на борту летательных аппаратов, моделирующих невесомость, сообщает пресс-служба ТюмГУ. "Предложенный метод был протестирован для различных комбинаций частиц (полимерные, тальк, керамические) размерами от 1 до 100 микрометров и подложек (стекло, пластик, карболит), при этом эффективность очистки в большинстве случаев достигала 95%", - говорится в пресс- релизе.

"Удаление частиц микро- и наноразмеров с рабочих поверхностей - важная научная и техническая задача, - приводятся в пресс-релизе слова руководителя проекта с российской стороны, доцента кафедры радиофизики Тюменского госуниверситета Натальи Ивановой. - Часто такие поверхности находятся в труднодоступных местах, а также чувствительны к механическому, химическому и тепловому воздействию, и потому требуют особых методов очистки. Например, обычный обдув струей воздуха может превратить частицы пыли на оптических элементах просто в настоящий абразивный материал". Для очистки деликатных поверхностей сейчас используют методы лазерной абляции - взрывного теплового расширения материала частиц или взрывного кипения тонкой пленки жидкости под действием лазерного излучения. Однако возможности этого подхода также ограничены, поскольку из-за мощных световых импульсов зачастую происходит разрушение самой очищаемой поверхности.

Российские и британские ученые в своей новой работе придумали, как избежать этих недостатков. На поверхность, загрязненную частицами, они наносили тонкий слой смачивающей жидкости (гексадекана), а затем направляли туда сфокусированное излучение лазера, которое вызывало разбегание жидкости из места падения луча. В результате возникающие в жидкости течения подхватывали с поверхности мельчайшие частицы загрязнений и уносили их из нагреваемой зоны. При этом максимальная температура нагрева поверхности не превышала 80 градусов Цельсия, что позволяет использовать метод для неразрушающей очистки деликатных термочувствительных поверхностей.

Разработка может быть полезна для очистки различных оптических компонентов приборов, в том числе и в условиях невесомости. Статья ученых опубликована в журнале Journal Colloids and Interface Science. Работа идет в рамках проекта Европейского космического агентства (ESA) "Разработка методов удаления наночастиц с поверхностей произвольной текстуры для экспериментальных приложений в условиях микрогравитации".