มหาวิทยาลัย Tsinghua มุ่งมั่นที่จะพัฒนาเทคนิคการผลิตด้วยเลเซอร์สำหรับการเตรียมโครงสร้างไมโคร/นาโนของพื้นผิว และสำรวจการใช้งานของพวกมัน เราได้สร้างความสามารถในการควบคุมคุณสมบัติระดับไมโครและนาโนอย่างละเอียดเป็นรายบุคคล และควบคุมวิธีการรวมคุณสมบัติเหล่านี้เพื่อสร้างโครงสร้างหลายชั้นประเภทต่างๆ
การทำงานของพื้นผิวผ่านโครงสร้างไมโคร/นาโนไม่เพียงแต่เป็นสาขาการวิจัยที่เจริญรุ่งเรืองซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากไบโอนิคเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญสำหรับการใช้งานจริงที่หลากหลายอีกด้วย กุญแจสำคัญในการตระหนักถึงฟังก์ชันการทำงานของพื้นผิวต่างๆ คือการสร้างโครงสร้างไมโครและโครงสร้างนาโนของพื้นผิวด้วยขนาด ชั้น และองค์ประกอบที่ควบคุมได้ ซึ่งขับเคลื่อนความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีไมโครและนาโนแฟบริเคชัน
การสะสมในแหล่งกำเนิดที่ควบคุมได้เปิดความเป็นไปได้ใหม่สำหรับโครงสร้างไมโคร/นาโนของพื้นผิวเลเซอร์ที่เร็วเป็นพิเศษ
นักวิจัยจากศูนย์วิจัยการแปรรูปวัสดุด้วยเลเซอร์ คณะวิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยชิงหวา ใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาเทคนิคการผลิตด้วยเลเซอร์เพื่อเตรียมโครงสร้างไมโคร/นาโนของพื้นผิว และสำรวจการใช้งานของพวกมัน เราได้สร้างความสามารถในการควบคุมคุณสมบัติไมโครมิเตอร์และระดับนาโนอย่างละเอียดและแยกกัน และวิธีการรวมคุณสมบัติเหล่านี้เพื่อสร้างโครงสร้างหลายชั้นประเภทต่างๆ ฟังก์ชันและการใช้งานที่เราได้ตรวจสอบ ได้แก่ ความสามารถในการเปียกน้ำได้สูง ป้องกันน้ำแข็ง การดูดกลืนแสงบรอดแบนด์ สีโครงสร้าง การระเหยของน้ำจากแสงอาทิตย์ การจัดการส่วนต่อประสานความร้อน คุณสมบัติไตรโบโลยี สเปกโทรสโกปีรามานที่ปรับปรุงพื้นผิว และโฟโตอิเล็กโตรคะตะไลซิสสำหรับการประยุกต์ใช้พลังงาน
การใช้เลเซอร์ที่เร็วมากเพื่อควบคุมการสร้างโครงสร้างที่ดีขึ้น และพัฒนาวิธีการผลิตที่ยืดหยุ่นมากขึ้นถือเป็นหนึ่งในจุดมุ่งเน้นของการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ของเรา นอกเหนือจากการควบคุมกระบวนการระเหยด้วยเลเซอร์ที่รวดเร็วเป็นพิเศษแล้ว เรายังแสดงให้เห็นเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าการสะสมของอนุภาคหลังจากการระเหยด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษในแหล่งกำเนิดของพื้นผิวแข็งนั้น สามารถควบคุมและใช้เป็นกระบวนการเติมแต่งขนาดเล็กเฉพาะจุดเพื่อสร้างโครงสร้างพื้นผิวเป็นชั้น ๆ ได้ การก่อตัวของพลาสมาพลัมเป็นปรากฏการณ์ทั่วไปในการระเหยด้วยเลเซอร์ของของแข็ง
ผลิตภัณฑ์จากพลาสมาพลูม (เช่น อนุภาคนาโน) สามารถรวบรวมเพื่อใช้ในของเหลวภายนอก (เช่น ในกรณีของการระเหยด้วยเลเซอร์ในของเหลว) หรือซับสเตรต (เช่น ในกรณีของการสะสมของเลเซอร์แบบพัลซิ่ง) ในทางตรงกันข้าม ในระหว่างการสร้างโครงสร้างพื้นผิวเลเซอร์ที่เร็วมาก อนุภาคนาโนบางส่วนในพลาสมาพลูมจะถูกสะสมในแหล่งกำเนิดกลับลงบนพื้นผิวที่ได้รับการฉายรังสี
สำหรับการใช้งานเฉพาะ ลักษณะโครงสร้างที่สะสมในแหล่งกำเนิดมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณสมบัติของพื้นผิว เช่น การดูดกลืนแสง ความไว และการแปลงพลังงาน อย่างไรก็ตาม การควบคุมกระบวนการสะสมในแหล่งกำเนิดหรือไม่และอย่างไรยังคงเป็นคำถามเปิดอยู่
การศึกษาล่าสุดของเราแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการควบคุมกระบวนการสะสม ในแหล่งกำเนิด เช่น โดยการสร้างโครงสร้างคล้ายป้อมปราการบนอาร์เรย์ไมโครโคน แทนที่จะสร้างอนุภาคนาโนที่กระจายแบบสุ่ม กลไกที่เปิดเผยของการโต้ตอบระหว่างเลเซอร์กับเรื่องสามารถกระตุ้นความสนใจในการวิจัยในอนาคตในการสำรวจความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ในการใช้เลเซอร์ที่เร็วมากเพื่อสร้างโครงสร้างไมโคร / นาโนของพื้นผิวที่ใช้งานได้
